JP2006084920A - Magnetic toner and two-component developer, and developing device, image forming apparatus and method using toner and developer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタなどの電子写真法を利用した画像形成装置に用いられる磁性トナーおよび二成分現像剤、これを用いた現像装置、画像形成装置および画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to a magnetic toner and a two-component developer used in an image forming apparatus using electrophotography such as a copying machine and a printer, a developing device using the same, an image forming apparatus, and an image forming method.
電子写真プロセスとしては、従来から多数の方法が知られている。電子写真プロセスにおいては、光導電性物質を利用した静電潜像担持体(静電潜像保持体)表面に種々の手段により電気的に潜像を形成し、この潜像をトナーを用いて現像し、静電潜像担持体表面に形成されたトナー画像を、中間転写体を介して又は介さずに、紙等の被転写体に転写した後、この転写画像を加熱、加圧、加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着する、という複数の工程を経て、定着画像が形成される。静電潜像担持体表面に残ったトナーは、必要により種々の方法でクリーニングされ、前記複数の工程が繰り返される。電子写真プロセスを用いたプリンタや複写機は広く普及しており、年々その性能・画質に対する要求は厳しくなっている。 A number of methods have been conventionally known as electrophotographic processes. In the electrophotographic process, a latent image is electrically formed on the surface of an electrostatic latent image carrier (electrostatic latent image carrier) using a photoconductive substance by various means, and the latent image is formed using toner. After developing and transferring the toner image formed on the surface of the latent electrostatic image bearing member to a transfer medium such as paper with or without an intermediate transfer member, the transfer image is heated, pressurized, and heated. A fixed image is formed through a plurality of steps of fixing by pressurization or solvent vapor. The toner remaining on the surface of the electrostatic latent image carrier is cleaned by various methods as necessary, and the plurality of steps are repeated. Printers and copiers using an electrophotographic process are widely used, and requirements for performance and image quality are becoming stricter year by year.
電子写真プロセスにおける現像方式は、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤としてキャリアと呼ばれる磁性体粒子(磁性キャリア)と着色粒子であるトナーとを混合撹拌したもの(二成分現像剤)を用いる二成分現像方式とに大別される。 The development system in the electrophotographic process is a one-component development system that uses only toner that is colorant particles as a developer, and a magnetic particle (magnetic carrier) called carrier as a developer and toner that is color particles. It is roughly classified into a two-component development system using a thing (two-component developer).
従来、二成分現像方式の現像装置としては、画質、コスト面や安定性など優れた点が多いことから、トナーを磁性キャリアに混合した二成分現像剤を磁場によって搬送して現像する磁気ブラシ現像方法が広く用いられている。この磁気ブラシ現像方法では、トナーと磁性キャリアとの摩擦で発生した静電気力により、トナーが磁性キャリアの表面に担持されるが、このトナーは、静電潜像担持体表面に形成された静電潜像に接近すると、この静電潜像にて形成される電界によって静電潜像担持体表面へ飛翔し、静電潜像を可視像化する。また、現像剤は、現像によって消費されたトナーを補充しながら反復使用される。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a two-component development type developing device, there are many excellent points such as image quality, cost and stability, so magnetic brush development in which a two-component developer in which toner is mixed in a magnetic carrier is conveyed and developed by a magnetic field. The method is widely used. In this magnetic brush developing method, the toner is carried on the surface of the magnetic carrier by the electrostatic force generated by the friction between the toner and the magnetic carrier. This toner is formed on the surface of the electrostatic latent image carrier. When approaching the latent image, it jumps to the surface of the electrostatic latent image carrier by the electric field formed by this electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is visualized. Further, the developer is repeatedly used while replenishing the toner consumed by the development.
しかし、このような磁気ブラシ現像方法においては、トナー濃度(トナーと磁性キャリアとの混合比)を一定範囲に保つ制御を行わないと、トナー濃度が上昇した場合には、トナー飛散やカブリが発生し、一方、トナー濃度が低下した場合には、濃度低下や濃度斑、画像抜けなどが発生してしまう。したがって、安定した画像を得るためにはトナー濃度を一定に保つ必要がある。 However, in such a magnetic brush developing method, if toner concentration (mixing ratio of toner and magnetic carrier) is not controlled to be within a certain range, toner scattering and fogging occur when the toner concentration increases. On the other hand, when the toner density is reduced, density reduction, density spots, image omission, and the like occur. Therefore, it is necessary to keep the toner density constant in order to obtain a stable image.
そこで、従来の磁気ブラシ現像方法では、安定した画像を得るためにトナー濃度センサを用いてトナー濃度を検知したり、静電潜像担持体表面に現像パッチを作成してトナー現像量を検知したりして、その信号に応じてトナー補給部材を適宜作動させることによりトナー濃度を一定にする制御を行っている。例えば、トナー濃度センサによりトナー濃度を検知し、この検知情報に基づいてトナー濃度が低下したと判断した後、トナー補給部材によりトナー補給が行われる。 Therefore, in the conventional magnetic brush development method, in order to obtain a stable image, the toner density is detected using a toner density sensor, or a development patch is created on the surface of the electrostatic latent image carrier to detect the toner development amount. In other words, control is performed to keep the toner density constant by appropriately operating the toner supply member in accordance with the signal. For example, the toner density is detected by the toner density sensor, and after determining that the toner density has decreased based on the detection information, the toner supply is performed by the toner supply member.
しかし、この種の磁気ブラシ現像方法にあっては、トナー濃度センサや独立してON/OFF駆動できるトナー補給部材が必要不可欠であり、現像装置の大型化、高コスト化が避けられない。また、検知対象の濃度パッチを作成する等、トナー濃度の検知システムが面倒であるという不具合がある。 However, in this type of magnetic brush developing method, a toner density sensor and a toner replenishing member that can be independently driven ON / OFF are indispensable, and an increase in the size and cost of the developing device cannot be avoided. In addition, there is a problem that the toner density detection system is troublesome, such as creating a density patch to be detected.
このような不具合を解決する先行技術として、トナー濃度センサやトナー補給部材を用いずに、トナー濃度を一定に保つ現像装置が既に提案されている(例えば、特許文献1(特に第1〜3頁および第1図)、並びに、特許文献2(特に第3〜6頁および図1)参照)。この種の現像装置は、二成分現像剤を収容する現像剤収容部、および該現像剤収容部と連通し且つトナーを収容するトナー収容部を有し、現像剤担持体表面の二成分現像剤量を規制部材で規制し、現像剤担持体表面における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御することで、トナー濃度を調整するものである。 As a prior art for solving such a problem, a developing device that maintains a constant toner density without using a toner density sensor or a toner replenishing member has already been proposed (for example, Patent Document 1 (particularly, pages 1 to 3). And FIG. 1), and Patent Document 2 (especially pages 3 to 6 and FIG. 1)). This type of developing device has a developer accommodating portion that accommodates a two-component developer, and a toner accommodating portion that communicates with the developer accommodating portion and accommodates toner, and the two-component developer on the surface of the developer carrying member The amount is regulated by a regulating member, and the toner concentration is adjusted by autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner concentration of the two-component developer on the surface of the developer carrying member.
この自律的制御の方法は、現像剤担持体に担持搬送される現像剤移動層と、現像剤収容部内で現像剤が循環する現像剤循環層とを発生させ、現像剤収容部と連通しているトナー収容部からのトナーを取り込むというものである。すなわち、現像工程において、トナーが消費されると、現像剤収容部内に収容された現像剤の嵩が減少し、減少した嵩分のトナーがトナー収容部から現像剤収容部に補給されることで、現像剤収容部内の現像剤のトナー濃度が略一定に保たれるという原理である。 This autonomous control method generates a developer moving layer carried and conveyed by a developer carrier and a developer circulation layer in which the developer circulates in the developer container, and communicates with the developer container. The toner is taken in from the toner container. That is, when toner is consumed in the development process, the volume of the developer stored in the developer storage unit decreases, and the reduced amount of toner is supplied from the toner storage unit to the developer storage unit. The principle is that the toner concentration of the developer in the developer accommodating portion is kept substantially constant.
上記現像装置に用いられるトナーとしては、磁性体を含有する磁性トナーを用いることができる。磁性トナーを用いることにより、磁力によってトナーの搬送性を向上させることができる上に、トナーが磁性を有することにより、地汚れの発生を防止することができる。これは、磁気バイアスにより現像剤担持体にトナーが捉えられているので、十分に帯電したトナーのみが現像され、帯電が不十分なトナーが現像されないことにより、地汚れの発生を抑制することができるためであると考えられる。 As the toner used in the developing device, a magnetic toner containing a magnetic material can be used. By using the magnetic toner, the toner transportability can be improved by the magnetic force, and the occurrence of scumming can be prevented by the magnetic property of the toner. This is because the toner is caught on the developer carrying member by the magnetic bias, so that only sufficiently charged toner is developed, and insufficiently charged toner is not developed, thereby suppressing the occurrence of soiling. This is considered to be possible.
しかしながら、上記のようなトナー濃度を自律的に制御する現像方式では、従来の2成分現像装置と比較して、現像装置が現像剤収容部とトナー収容部に区切られるため現像剤収容部の容積が著しく限定され、このために現像装置内で使用するキャリア量は、従来の2成分現像方式と比較して極めて少量となる。 However, in the developing system that autonomously controls the toner density as described above, the developing device is divided into the developer containing portion and the toner containing portion, as compared with the conventional two-component developing device, so that the volume of the developer containing portion is reduced. For this reason, the amount of carrier used in the developing device is extremely small as compared with the conventional two-component developing method.
一方、近年では、より一層の装置の小型化の観点から、現像剤担持体や静電潜像担持体を小径にすることで省スペース化をはかる試みがなされている。しかしながら、上記のようなトナー濃度を自律的に制御する現像装置においては、キャリア量がさらに制限されるため、1個1個のキャリアにかかるストレスはさらに大きくなる。 On the other hand, in recent years, from the viewpoint of further downsizing the apparatus, attempts have been made to save space by reducing the diameter of the developer carrier and the electrostatic latent image carrier. However, in the developing device that autonomously controls the toner density as described above, the amount of carrier is further limited, so that the stress applied to each carrier is further increased.
これに加え、磁性二成分現像剤用の磁性トナーは、磁性体を含んでいるために、硬度が高く、また磁性体が表面に露出、遊離したり、磁性体が凝集したりすることにより、表面に凹凸が生ずるため、従来の非磁性トナーに比べさらにキャリアへのストレスが大きくなる。 In addition to this, the magnetic toner for the magnetic two-component developer contains a magnetic substance, so that the hardness is high, and the magnetic substance is exposed and released on the surface, or the magnetic substance aggregates. Since unevenness is generated on the surface, the stress on the carrier is further increased as compared with the conventional non-magnetic toner.
キャリアへ大きなストレスがかかると、トナーの外添剤がキャリア表面の樹脂被覆層に移行したり、また、トナーそのものがキャリア表面に固着したりして帯電能力が悪化し、画像濃度の低下や画質欠陥を引き起こす。
このため、非磁性二成分現像方式と比較して、キャリアの寿命は極めて短くなり、画像の信頼性が低下するとともに、頻繁なキャリア交換が必要となりランニングコストが高コストとなる課題があった。
When a large stress is applied to the carrier, the external additive of the toner moves to the resin coating layer on the surface of the carrier, or the toner itself adheres to the surface of the carrier, and the charging ability deteriorates. Cause defects.
For this reason, as compared with the non-magnetic two-component developing method, there are problems that the life of the carrier is extremely short, the reliability of the image is lowered, the carrier is frequently replaced, and the running cost is high.
このような課題に対し、例えば特許文献3では、磁性トナーの粒径分布が、重量平均粒径6.0〜10.0μm、5μm以下の磁性トナー粒子5〜60個数%、12.7μm以上の磁性トナー粒子が2体積%以上であり、かつ、5kOe(=398kA/m)の磁場中での磁化が10〜25emu/gであり、磁性キャリアが少なくともシリコ−ン樹脂を主成分としたコ−ト層を有することを特徴とする現像剤が開示されている。これによりキャリア寿命は長くすることができるが、トナー表面の磁性体露出やトナーの表面凹凸により、キャリアへのストレスのレベルは変わらないため、不十分である。また、12.7μm以上の磁性トナー粒子が2体積%以上含まれるために画質が劣り、高画質化の要求を満たすことができない。 For example, in Patent Document 3, the magnetic toner has a particle size distribution of a weight average particle size of 6.0 to 10.0 μm, 5 to 60% by number of magnetic toner particles of 5 μm or less, and 12.7 μm or more. The magnetic toner particles are 2% by volume or more, the magnetization in a magnetic field of 5 kOe (= 398 kA / m) is 10 to 25 emu / g, and the magnetic carrier is a core containing at least a silicone resin as a main component. A developer characterized by having a layer is disclosed. This can extend the carrier life, but is insufficient because the level of stress on the carrier does not change due to the exposure of the magnetic material on the toner surface and the surface irregularity of the toner. Further, since the magnetic toner particles of 12.7 μm or more are contained in an amount of 2% by volume or more, the image quality is inferior and the demand for high image quality cannot be satisfied.
また、特許文献4には、少なくとも磁性微粒子と結着樹脂を含有してなる静電荷像現像用トナーにおいて、該磁性微粒子がトナーの表面上に存在せず、かつbmin/A>0.02(但し、Aはトナーの平均粒径、bminはトナー表面の最も近傍に位置する磁性微粒子とトナー表面の距離である。)を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナーが開示されている。これによって、表面に露出している磁性体がなくなるため、キャリアへ与えるストレスは小さくなるが、表面近傍に磁性体が全く存在しないことにより、現像器内部でのストレスによる外添剤のトナーへの埋まり込みが促進され、帯電不良の原因となり画質が悪化する。
したがって、装置の小型化、高信頼性、低コスト化の要求に対して、上記文献に記載の技術では、十分満足な改善効果を得られてないのが現状である。
Patent Document 4 discloses that in an electrostatic charge image developing toner containing at least magnetic fine particles and a binder resin, the magnetic fine particles are not present on the surface of the toner, and b min /A>0.02. An electrostatic charge image developing toner characterized by satisfying (where A is the average particle diameter of the toner and b min is the distance between the magnetic fine particles located closest to the toner surface and the toner surface) is disclosed. Yes. As a result, the magnetic substance exposed on the surface disappears, and the stress applied to the carrier is reduced. However, since there is no magnetic substance near the surface, the external additive is applied to the toner due to the stress inside the developing device. The embedding is promoted, causing charging failure and image quality is deteriorated.
Therefore, in the current situation, the technology described in the above literature cannot obtain a sufficiently satisfactory improvement effect in response to the demands for downsizing, high reliability, and cost reduction of the apparatus.
上記のような自律的にトナー濃度を調整する機構を持った現像装置を用い、磁性二成分現像剤を用いた画像形成方法においては、通常のトナー濃度センサ等を備えた二成分現像方式と比較して、現像剤寿命が短く、画像の安定性や信頼性が不十分であった。 The image forming method using the magnetic two-component developer using the developing device having the mechanism for adjusting the toner concentration autonomously as described above is compared with the two-component developing method including a normal toner concentration sensor. Thus, the developer life is short, and the stability and reliability of the image are insufficient.
したがって、本発明は、上記の問題点に鑑み、トナー濃度センサやトナーパッチによるトナー濃度検知機構や、その他特別なトナー補給機構を必要とせず、自律的にトナー濃度を調整する機構を持った小型で低コストな現像装置に使用した際に、プリントによるキャリアの劣化が小さく、現像剤としての寿命が長く、高画質な画像を常時得ることが可能な磁性トナーおよび二成分現像剤、並びに画像形成方法を提供することを目的とする。
さらに、当該磁性トナーないし二成分現像剤を用いて、小型化、高信頼性、低コストの要求をすべて高い次元で実現する現像装置、画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
Therefore, in view of the above problems, the present invention does not require a toner density detection mechanism using a toner density sensor or a toner patch, or a special toner replenishment mechanism, and is a compact type having a mechanism for adjusting the toner density autonomously. Magnetic toner and two-component developer capable of always obtaining a high-quality image with little deterioration of the carrier due to printing, long life as a developer when used in a low-cost development device, and image formation It aims to provide a method.
It is another object of the present invention to provide a developing device, an image forming apparatus, and an image forming method that can realize the demands for downsizing, high reliability, and low cost on a high level by using the magnetic toner or the two-component developer. .
本発明者らは、上記課題を解決するために、自律的にトナー濃度を調整する機構を有する現像装置において、トナー濃度を安定化させるための要因を鋭意検討した結果、トナーの形状およびトナー内部の磁性体の分散状態と関連があることを見出した。すなわち、トナーの形状およびトナー内部の磁性体の分散状態を制御することにより、キャリアに対するストレスを低減し、現像剤の長寿命化ができることを見出し、本発明に至った。 In order to solve the above problems, the present inventors have intensively studied the factors for stabilizing the toner density in a developing device having a mechanism for autonomously adjusting the toner density, and as a result, the shape of the toner and the toner inside It was found to be related to the dispersion state of the magnetic material. That is, by controlling the shape of the toner and the dispersion state of the magnetic material inside the toner, it has been found that the stress on the carrier can be reduced and the life of the developer can be extended, leading to the present invention.
すなわち、本発明は、
<1> 内部に磁界発生手段を具備し且つトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に連通し且つトナーを収容するトナー収容部と、を有し、前記現像剤担持体に担持される前記二成分現像剤の量を規制部材で規制し、該現像剤担持体表面における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御する機構を具備した現像装置に用いるトナーであって、
少なくとも結着樹脂、磁性体、および離型剤を含有する磁性トナーであり、
その形状係数SF−1が140以下であり、
トナー表面から最近接の磁性体表面までの距離(Dmin)が0.1μm以下であるトナーが、全トナーにおける1個数%以上50個数%未満であり、
398kA/mにおける飽和磁化σsが5〜40Am2/kgで、
あることを特徴とする磁性トナーである。
That is, the present invention
<1> A developer carrying member that has a magnetic field generating means therein and conveys and carries a two-component developer containing toner and a magnetic carrier; a developer containing unit that supplies the developer to the developer carrying member; A toner container that communicates with the developer container and contains toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrier is regulated by a regulating member, and the developer carrier A toner used in a developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner concentration of the two-component developer on the surface,
A magnetic toner containing at least a binder resin, a magnetic material, and a release agent;
Its shape factor SF-1 is 140 or less,
The toner having a distance (D min ) from the toner surface to the nearest magnetic material surface of 0.1 μm or less is 1% by weight or more and less than 50% by weight in all toners,
The saturation magnetization σs at 398 kA / m is 5 to 40 Am 2 / kg,
It is a magnetic toner characterized by being.
<2> XPSによる表面ワックス量が、5〜40%であることを特徴とする<1>に記載の磁性トナーである。
<3> 湿式製法によって製造されたものであることを特徴とする<1または2>に記載の磁性トナーである。
<2> The magnetic toner according to <1>, wherein a surface wax amount by XPS is 5 to 40%.
<3> The magnetic toner according to <1 or 2>, wherein the magnetic toner is manufactured by a wet manufacturing method.
<4> 内部に磁界発生手段を具備し且つトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に連通し且つトナーを収容するトナー収容部と、を有し、前記現像剤担持体に担持される前記二成分現像剤の量を規制部材で規制し、該現像剤担持体表面における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御する機構を具備した現像装置に用いる二成分現像剤であって、
含まれるトナーが、<1>〜<3>のいずれかに記載の磁性トナーであることを特徴とする二成分現像剤である。
<4> A developer carrying member that has a magnetic field generating means therein and conveys and carries a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, a developer container that supplies the developer to the developer carrying member, A toner container that communicates with the developer container and contains toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrier is regulated by a regulating member, and the developer carrier A two-component developer used in a developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner concentration of the two-component developer on the surface,
A two-component developer, wherein the toner contained is the magnetic toner according to any one of <1> to <3>.
<5> 内部に磁界発生手段を具備し且つトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に連通し且つトナーを収容するトナー収容部と、を有し、前記現像剤担持体に担持される前記二成分現像剤の量を規制部材で規制し、該現像剤担持体表面における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御する機構を具備した現像装置であって、
前記トナー収容部に収容される前記トナーが、<1>〜<3>のいずれかに記載の磁性トナーであることを特徴とする現像装置である。
<5> A developer carrying member that includes a magnetic field generating means and transports and carries a two-component developer containing toner and a magnetic carrier; a developer containing unit that supplies the developer to the developer carrying member; A toner container that communicates with the developer container and contains toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrier is regulated by a regulating member, and the developer carrier A developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner concentration of the two-component developer on the surface;
The developing device according to any one of <1> to <3>, wherein the toner accommodated in the toner accommodating portion is the magnetic toner according to any one of <1> to <3>.
<6> 少なくとも、静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像装置内に収容されたトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤により、前記形成された潜像を可視像化して、前記静電潜像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、前記形成されたトナー像を、被転写体の表面に転写する転写手段と、を有する画像形成装置であって、
前記現像手段における現像装置が、内部に磁界発生手段を具備し且つトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に連通し且つトナーを収容するトナー収容部と、を有し、前記現像剤担持体に担持される前記二成分現像剤の量を規制部材で規制し、該現像剤担持体表面における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御する機構を具備した現像装置であり、かつ、前記トナー収容部に収容される前記トナーが、<1>〜<3>のいずれかに記載の磁性トナーであることを特徴とする画像形成装置である。
<6> At least the latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the electrostatic latent image carrier, and the two-component developer containing toner and magnetic carrier contained in the developing device. A developing unit that visualizes the latent image and forms a toner image on the surface of the electrostatic latent image carrier, and a transfer unit that transfers the formed toner image to the surface of the transfer target. An image forming apparatus,
The developing device in the developing means includes a developer carrying body having a magnetic field generating means therein and carrying and carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and development for supplying the developer to the developer carrying body A developer container, and a toner container that communicates with the developer container and accommodates toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrier is regulated by a regulating member, A developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner concentration of the two-component developer on the surface of the developer carrying member, and is accommodated in the toner accommodating portion. An image forming apparatus, wherein the toner is the magnetic toner according to any one of <1> to <3>.
<7> さらに、転写手段による転写後の前記静電潜像担持体の表面をクリーニングして、静電潜像担持体の表面に残存するトナーを回収するクリーニング手段と、
前記回収されたトナーを前記現像装置に搬送するトナー戻し手段を含むことを特徴とする<6>に記載の画像形成装置である。
<7> Further, a cleaning unit that cleans the surface of the electrostatic latent image carrier after the transfer by the transfer unit, and collects toner remaining on the surface of the electrostatic latent image carrier;
<6> The image forming apparatus according to <6>, further including a toner returning unit that conveys the collected toner to the developing device.
<8> 内部に磁界発生手段を具備し且つトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に連通し且つトナーを収容するトナー収容部と、を有し、前記現像剤担持体に担持される前記二成分現像剤の量を規制部材で規制し、該現像剤担持体表面における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御する機構を具備した現像装置を用いた画像形成方法であって、
前記トナーが、<1>〜<3>のいずれかに記載の磁性トナーであることを特徴とする画像形成方法である。
<8> A developer carrier having a magnetic field generating means therein and carrying and carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, a developer container for supplying the developer to the developer carrier, A toner container that communicates with the developer container and contains toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrier is regulated by a regulating member, and the developer carrier An image forming method using a developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner density of the two-component developer on the surface,
An image forming method, wherein the toner is the magnetic toner according to any one of <1> to <3>.
<9> 静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
前記現像装置内に収容されたトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤により、前記形成された潜像を可視像化して、前記静電潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、
前記形成されたトナー像を、被転写体の表面に転写する転写工程と、
転写後の前記静電潜像担持体の表面をクリーニングして静電潜像担持体の表面に残存するトナーを回収するクリーニング工程と、
前記回収されたトナーを前記現像装置に搬送するトナー戻し工程を含むことを特徴とする<8>に記載の画像形成方法である。
<9> a latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the surface of the electrostatic latent image carrier;
A developing step of forming the toner image on the surface of the electrostatic latent image carrier by visualizing the formed latent image with a two-component developer containing toner and magnetic carrier contained in the developing device. When,
A transfer step of transferring the formed toner image onto the surface of the transfer target;
A cleaning step of cleaning the surface of the latent electrostatic image bearing member after transfer to recover toner remaining on the surface of the latent electrostatic image bearing member;
<8> The image forming method according to <8>, further comprising a toner returning step of conveying the collected toner to the developing device.
本発明の磁性トナーは、形状およびトナー内部の磁性体の分散状態、並びに飽和磁化を適切なものとしているため、当該磁性トナーないしこれを含む二成分現像剤を、自律的にトナー濃度を調整する機構を有する現像装置に用いることで、キャリアに対するストレスが低減され、現像剤の長寿命化をはかることができる。また、かかる本発明の磁性トナーないしこれを含む二成分現像剤を用いることで、信頼性の高い現像装置、画像形成装置および画像形成方法を提供することができる。 Since the magnetic toner of the present invention has an appropriate shape, dispersion state of the magnetic material inside the toner, and saturation magnetization, the magnetic toner or a two-component developer containing the magnetic toner is autonomously adjusted. By using the developing device having a mechanism, the stress on the carrier is reduced and the life of the developer can be extended. Further, by using the magnetic toner of the present invention or the two-component developer containing the magnetic toner, a highly reliable developing device, image forming apparatus, and image forming method can be provided.
以下、本発明を詳細に説明する。
[現像装置]
本発明の現像装置は、まず、内部に磁界発生手段を具備し且つトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に連通し且つトナーを収容するトナー収容部と、を有し、前記現像剤担持体に担持される前記二成分現像剤の量を規制部材で規制し、該現像剤担持体表面における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御する機構(以下、「自律的トナー濃度制御機構」という場合がある。)を具備したものである(以上の現像剤を除く現像装置の基本構成を「現像装置本体」という場合がある。)。そして、当該現像装置本体に収容する二成分現像剤のうちのトナーが、本発明に特有のものであるが、この点については[トナー]の項で詳述する。
本発明の現像装置において、前記現像剤収容部と前記トナー収容部とは、内部で適宜仕切られていてもよく、その形は限定されない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[Developer]
In the developing device of the present invention, first, a developer carrying member having a magnetic field generating means therein and carrying and carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and supplying the developer to the developer carrying member. A developer container, and a toner container that communicates with the developer container and accommodates toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrier is regulated by a regulating member. A mechanism for autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner concentration of the two-component developer on the surface of the developer carrying member (hereinafter sometimes referred to as “autonomous toner concentration control mechanism”). (The basic configuration of the developing device excluding the developer described above may be referred to as a “developing device main body”). The toner of the two-component developer accommodated in the developing device main body is specific to the present invention. This point will be described in detail in the section of [Toner].
In the developing device of the present invention, the developer accommodating portion and the toner accommodating portion may be appropriately partitioned inside, and the shape thereof is not limited.
自律的トナー濃度制御機構を有する本発明の一例である現像装置を図1に示す。
図1に示されように、本例の現像装置本体15は、内部に固定された磁界発生手段としての固定磁石1を具備し且つトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤2を回転搬送担持する現像剤担持体3と、現像剤担持体3に隣接して二成分現像剤2を収容する第一現像剤収容部4aと、第一現像剤収容部4aを介して現像剤担持体3と連通して設けられ且つ現像剤担持体3に担持される現像剤よりも高いトナー濃度の現像剤を供給可能に収容する第二現像剤収容部4bと、第一現像剤収容部4aおよび第二現像剤収容部4bを介して現像剤担持体3と連通して設けられ且つ第二現像剤収容部4bに供給可能にトナーを収容するトナー収容部5と、現像剤担持体3に隣接し且つ第一現像剤収容部4aに対し現像剤担持体3の現像剤搬送方向(矢印A方向)下流側に設けられると共に第一現像剤収容部4aと連通する現像剤退避部7と、第一現像剤収容部4aおよび現像剤退避部7に対して現像剤担持体3の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体3により担持搬送される二成分現像剤2の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて第一現像剤収容部4aまたは現像剤退避部7に前記余剰現像剤を分離するせき止め部(現像剤分離手段)8と、を備える。現像剤退避部7へ分離された二成分現像剤2は、第二現像剤収容部4bへ流出する。
A developing device which is an example of the present invention having an autonomous toner density control mechanism is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the developing device
せき止め部8付近における二成分現像剤2の挙動について説明する。まず、現像剤担持体3により担持搬送される二成分現像剤2のトナー濃度が低い場合を想定する。この二成分現像剤2は、現像剤中のトナー量が少ないことから、比較的単位体積当たりの磁性キャリア密度が大きくなっている。つまり、外部磁界から二成分現像剤2が受ける磁気吸引力が大きくなるため、トナー濃度の低い二成分現像剤2は、せき止め部8近傍まで確実に搬送される。このせき止め部8まで確実に搬送された二成分現像剤2は、せき止め部8のせき止め力と磁気拘束力によって、せき止め部8近傍に滞留している滞留現像剤を押し出し、この押し出された滞留現像剤は、落下現像剤となって仕切り部12上面を伝って現像剤退避部7に落下し、現像剤退避部7を経由して、第二現像剤収容部4bへ流れ込む。
The behavior of the two-component developer 2 in the vicinity of the damming portion 8 will be described. First, it is assumed that the toner density of the two-component developer 2 carried and conveyed by the developer carrier 3 is low. Since the two-component developer 2 has a small amount of toner in the developer, the magnetic carrier density per unit volume is relatively large. That is, since the magnetic attraction force received by the two-component developer 2 from the external magnetic field increases, the two-component developer 2 having a low toner concentration is reliably conveyed to the vicinity of the damming portion 8. The two-component developer 2 that has been reliably conveyed to the damming portion 8 pushes out the staying developer staying in the vicinity of the damming portion 8 by the damming force and magnetic restraining force of the damming portion 8, and the accumulated developer thus pushed out. The developer falls as a falling developer, travels along the upper surface of the
このとき、上記のようにトナー濃度の低い二成分現像剤2が現像剤退避部7に導かれた場合、第一現像剤収容部4a内にはその分だけスペースが作られることになる。その結果、現像剤供給口6から第一現像剤収容部4aに至るまでの現像剤供給路にあった二成分現像剤2は、撹拌部材の搬送力と二成分現像剤の自重により、上記スペースに速やかに引き込まれ現像剤供給口6付近の二成分現像剤が流動する。これにより、現像剤供給口6は、第二現像剤収容部4bからの高いトナー濃度の二成分現像剤2を受け入れ、この高いトナー濃度の二成分現像剤Gは、第一現像剤収容部4aへと速やかに供給される。さらに、高いトナー濃度の現像剤を供給した分、トナー収容部5からトナーを受け入れるスペースが形成されて現像剤供給口6にあったトナーTは、現像剤攪拌部材10の矢印B方向への回転駆動による引き込みとトナーTの自重、およびトナー攪拌部材11の矢印C方向への回転駆動による掃き出しにより、第二現像剤収容部4bへと速やかに供給される。
At this time, when the two-component developer 2 having a low toner concentration is guided to the developer retracting portion 7 as described above, a space is created in the first
一方、現像剤担持体3により担持搬送される二成分現像剤2のトナー濃度が高い場合を想定すると、この二成分現像剤2は、磁性キャリアの表面を覆うトナー量が多いことから、比較的単位体積当たりの磁性キャリア密度が小さい。つまり、外部磁界から二成分現像剤2が受ける磁気吸引力が小さいため、トナー濃度の高い二成分現像剤2の多くは、現像剤担持体3の回転方向に対して仕切り部12の先端よりも上流側の位置で落下してしまう。この結果、この二成分現像剤2は、せき止め部8近傍に滞留している滞留現像剤まで到達することなく、仕切り部12上面を伝って現像剤退避部7に落下する状態にならない。このため、二成分現像剤2は、現像剤担持体3の回転方向に対して仕切り部12の先端部より上流側の位置で落下し、直接第一現像剤収容部4aへ戻る。
On the other hand, assuming that the toner concentration of the two-component developer 2 carried and conveyed by the developer carrier 3 is high, the two-component developer 2 has a relatively large amount of toner covering the surface of the magnetic carrier. The magnetic carrier density per unit volume is small. That is, since the magnetic attraction force received by the two-component developer 2 from the external magnetic field is small, most of the two-component developer 2 having a high toner concentration is more than the tip of the
このとき、前記トナー濃度が低い場合と異なり、第一現像剤収容部4a内にスペースが作られず、現像剤供給口6付近の二成分現像剤2が流動しないので、二成分現像剤2により塞がれている状態となり、第二現像剤収容部4bから高いトナー濃度の二成分現像剤2が供給されることもない。同様に、第二現像剤収容部4bにおいてもトナー収容部5からのトナーTを受け入れるスペースが形成されないため、トナーTは供給されない。
At this time, unlike the case where the toner concentration is low, no space is created in the first
このように、自律的トナー濃度制御機構とは、トナー濃度に応じた二成分現像剤2の流動性変化、ないし嵩変化を利用したものであり、トナー濃度が低い二成分現像剤2に対してはトナー補給が行われ、トナー濃度が高い二成分現像剤2に対してはトナー補給が行われないように自律的に制御される構成になっている。 As described above, the autonomous toner concentration control mechanism uses the change in fluidity or bulk of the two-component developer 2 according to the toner concentration, and the two-component developer 2 having a low toner concentration. The toner is replenished and is controlled autonomously so that toner replenishment is not performed for the two-component developer 2 having a high toner concentration.
このように適切なトナー濃度に自律的に制御されて現像剤担持体3に担持された二成分現像剤2は、画像形成装置の一部材である電子写真感光体(静電潜像担持体)9と対向した位置に搬送される。電子写真感光体9表面には、予め像様の静電潜像が形成されており、当該静電潜像にトナーが転写して現像される(現像工程)。
かかる現像工程の前後の工程・構成については、[画像形成装置]ないし[画像形成方法]の項において説明する。
Thus, the two-component developer 2 that is autonomously controlled to an appropriate toner concentration and carried on the developer carrier 3 is an electrophotographic photosensitive member (electrostatic latent image carrier) that is a member of the image forming apparatus. 9 is conveyed to a position opposite to 9. An image-like electrostatic latent image is previously formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member 9, and toner is transferred to the electrostatic latent image and developed (development process).
Processes and configurations before and after the development process will be described in the sections [Image forming apparatus] to [Image forming method].
[トナー]
上記のような自律的トナー濃度制御機構を備えた現像装置本体に用いられる、本発明の磁性トナー(以下、単に「トナー」という場合がある。)は、トナー表面近傍における磁性体の存在状態と、トナー形状と、飽和磁化とを適切な範囲で制御することで、キャリアに対するストレスを軽減し、少量のキャリア量であっても現像剤の長寿命化が達成される。
以下、(形状、磁性体の存在状態および物性)、(製造方法)、(配合成分)の順に説明する。
[toner]
The magnetic toner of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “toner”) used in the developing device main body having the autonomous toner concentration control mechanism as described above is based on the presence state of the magnetic substance in the vicinity of the toner surface. By controlling the toner shape and saturation magnetization within an appropriate range, the stress on the carrier is reduced, and the life of the developer can be extended even with a small amount of carrier.
Hereinafter, (shape, presence state and physical properties of magnetic substance), (manufacturing method), and (composition component) will be described in this order.
(形状、磁性体の存在状態および物性)
本発明の磁性トナーは、形状として、その形状係数SF−1が140以下であり、磁性体の存在状態として、トナー表面から最近接の磁性体表面までの距離(Dmin)が0.1μm以下であるトナーが、全トナーにおける1個数%以上50個数%未満であり、物性として、398kA/mにおける飽和磁化σsが5〜40Am2/kgであることを特徴としている。
(Shape, presence of magnetic materials and physical properties)
The magnetic toner of the present invention has a shape factor SF-1 of 140 or less as a shape, and a distance (D min ) from the toner surface to the nearest magnetic material surface is 0.1 μm or less as the presence state of the magnetic material. The toner is characterized by having a saturation magnetization σs of 5 to 40 Am 2 / kg at 398 kA / m as a physical property.
トナー表面近傍における磁性体の存在状態と、トナー形状を適切な範囲で制御することにより現像剤の長寿命化が達成される理由は、明確ではないが、以下のように推定される。
まず、トナーの形状係数SF−1が大きくなるほどトナー表面の凹凸は大きくなり、鋭角的な部分が増えていく。トナーとキャリアとが衝突したときに、鋭角的な部分で衝突すると、接触面積が小さいためにトナーにかかる圧力は大きくなる。このときの圧力で、トナー表面の外添剤がキャリアに移行したり脱離したりすることで、キャリアが汚染される。また、さらに大きな圧力の場合には、トナーがキャリア表面に融着する。したがって、形状係数SF−1が大きくなるほどこのような大きな圧力での衝突頻度が高くなり、キャリア寿命を悪化させてしまうが、トナーを表面凹凸の少ない形状に制御することで、キャリアの寿命を延ばすことができると考えられる。
The reason why the life of the developer can be extended by controlling the presence state of the magnetic substance in the vicinity of the toner surface and the toner shape within an appropriate range is not clear, but is estimated as follows.
First, as the shape factor SF-1 of the toner increases, the unevenness of the toner surface increases and sharp portions increase. When the toner and the carrier collide with each other at an acute angle portion, the pressure applied to the toner increases because the contact area is small. At this time, the external additive on the toner surface is transferred to or detached from the carrier, so that the carrier is contaminated. Further, when the pressure is higher, the toner is fused to the carrier surface. Therefore, as the shape factor SF-1 increases, the collision frequency at such a large pressure increases and the carrier life is deteriorated. However, by controlling the toner to a shape with less surface irregularities, the life of the carrier is extended. It is considered possible.
また、トナーの表面近傍に磁性体がある場合には、磁性体のある場所が凸部となりやすく、その場合、結着樹脂層の薄い、あるいは磁性体が露出している状態で、キャリアと衝突することになり、このときは表面近傍に磁性体のないトナーとの衝突に比べてより大きなストレスが与えられる。このためトナー表面近傍に磁性体が多く存在することによってキャリアの寿命が低下するため、トナー表面の磁性体存在状態を制御することでキャリア寿命の低下を防ぐことができると考えられる。 In addition, when there is a magnetic material near the surface of the toner, the location where the magnetic material is located tends to be a convex portion, in which case it collides with the carrier when the binder resin layer is thin or the magnetic material is exposed. In this case, a greater stress is applied as compared with the collision with the toner having no magnetic material near the surface. For this reason, since the life of the carrier is reduced due to the presence of a large amount of magnetic material in the vicinity of the toner surface, it is considered that the decrease in the carrier life can be prevented by controlling the state of the magnetic material on the toner surface.
本発明の磁性トナーは、トナー表面から最近接の磁性体表面の距離Dminが0.1μm以下であるトナーが、全トナーにおける1個数%以上50個数%未満である。
この「トナー表面から最近接の磁性体表面の距離Dmin」(以下、単に「距離Dmin」という場合がある。)は、以下のようにして求めることができる。
In the magnetic toner of the present invention, the toner whose distance D min from the toner surface to the closest magnetic surface is 0.1 μm or less is 1% or more and less than 50% by number of all toners.
This “distance D min from the toner surface to the closest magnetic material surface” (hereinafter sometimes simply referred to as “distance D min ”) can be obtained as follows.
まず、観察すべきトナーの粒子を、常温硬化性のエポキシ樹脂中へ十分に分散させた後に温度40℃の雰囲気中で2日間硬化させて硬化物を得る。ダイヤモンド歯を備えたミクロトームにより、得られた硬化物を薄片状とし、サンプルとする。このサンプルを透過型電子顕微鏡(TEM)により写真撮影する。 First, toner particles to be observed are sufficiently dispersed in a room temperature curable epoxy resin and then cured in an atmosphere at a temperature of 40 ° C. for 2 days to obtain a cured product. The obtained cured product is formed into a flake by a microtome equipped with diamond teeth and used as a sample. This sample is photographed with a transmission electron microscope (TEM).
距離Dminが0.1μm以下であるトナーの割合は、具体的には以下のようにして決定する。距離Dminの測定対象となるトナーの粒子には、顕微鏡写真の断面積から円相当径を求め、その値が個数平均粒径D1の±10%の幅に含まれるもののみを選択する。その該当粒子について、TEM写真上で磁性体の粒子表面との距離の最小値(Dmin)を計測する。
以上のようにして、視野を変えながらトナーの粒子100個に関して求め、トナーの粒子100個中におけるDminが0.1μm以下の粒子の割合を求める。このとき、Dminを精度良く測定するために、1万〜2万倍の倍率の写真を用いることが好ましい。
Specifically, the ratio of the toner whose distance D min is 0.1 μm or less is determined as follows. Distance is D min determined subject to the toner particles, determined circle equivalent diameter from the cross-sectional area of the photomicrographs, select only those whose values are included in ± 10% of the width of the number average particle diameter D 1. The minimum value ( Dmin ) of the distance with the particle | grain surface of a magnetic body is measured about the applicable particle | grain on a TEM photograph.
As described above, the toner is obtained with respect to 100 toner particles while changing the visual field, and the ratio of particles having a D min of 0.1 μm or less in the 100 toner particles is obtained. At this time, in order to accurately measure D min , it is preferable to use a photograph with a magnification of 10,000 to 20,000 times.
本発明では、透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製JEM1010)を装置として用い、加速電圧80kVで観察し、拡大倍率が1万5000倍の顕微鏡写真を用いて観察・測定した。勿論、他の装置および条件で測定しても構わない。
なお、トナーの粒子の円相当径は、顕微鏡写真を画像解析装置Image Analyzer LUZEXIII(ニレコ社製)を用いて解析することによって求めた。
また、個数平均粒径D1は、測定装置としてコールターカウンターTA−II型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用した。
In the present invention, a transmission electron microscope (JEM1010 manufactured by JEOL Ltd.) was used as an apparatus, observed at an acceleration voltage of 80 kV, and observed / measured using a microphotograph having an enlargement magnification of 15,000 times. Of course, the measurement may be performed with other apparatuses and conditions.
The equivalent circle diameter of the toner particles was determined by analyzing a micrograph using an image analyzer LUZEX III (manufactured by Nireco).
The number average particle diameter D 1 is Coulter Counter Model TA-II as a measurement apparatus - (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) using an electrolytic solution ISOTON-II - was used (Beckman Coulter).
粒径の測定法としては、以下の通りである。分散剤としての界面活性剤の水溶液、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に測定試料を0.5〜50mg加える。これを前記電解液100〜150ml中に添加する。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型により、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2〜60μmの粒子の粒度分布を測定して、体積平均分布、個数平均分布を求める。測定する粒子数は50000個である。 The method for measuring the particle size is as follows. 0.5 to 50 mg of a measurement sample is added to 2 ml of an aqueous solution of a surfactant as a dispersant, preferably 2 ml of a 5% aqueous solution of sodium alkylbenzenesulfonate. This is added to 100 to 150 ml of the electrolytic solution. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 minute, and the particle size distribution of 2 to 60 μm particles is measured using the Coulter counter TA-II type with an aperture diameter of 100 μm. Volume average distribution and number average distribution. The number of particles to be measured is 50,000.
距離Dminが0.1μm以下の粒子の割合が1%未満である場合には、トナー中に外添剤が埋まり込みやすくなり、帯電性が悪化し画像濃度の低下やトナーの飛び散り等を引き起こす。距離Dminが0.1μm以下の粒子の割合が50%以上である場合には、表面近傍の磁性体によるストレスにより、キャリアの寿命が低下する。
距離Dminとしては、より好ましくは2個数%以上40個数%未満であり、さらに好ましくは4個数%以上35個数%未満である。
When the ratio of particles having a distance D min of 0.1 μm or less is less than 1%, the external additive is easily embedded in the toner, and the chargeability is deteriorated, resulting in a decrease in image density and toner scattering. . When the ratio of particles having a distance Dmin of 0.1 μm or less is 50% or more, the life of the carrier is reduced due to the stress caused by the magnetic substance in the vicinity of the surface.
The distance Dmin is more preferably 2% by number or more and less than 40% by number, and further preferably 4% by number or more and less than 35% by number.
本発明において、トナーの形状係数SF−1は、140以下であることが必要であり、110以上140以下が好ましい。SF−1が140より大きい場合には、トナーの異形度が高くなるため、キャリアとのストレスが大きくなり、現像剤の寿命が低下してしまう。なお、SF−1の下限値としては、特に制限は無いが、110より小さい場合には、トナークリーニングが困難となり、クリーニング不良に起因する画像欠陥が発生しやすくなるため好ましくない。トナーの形状係数SF−1としては、より好ましくは114〜138であり、さらに好ましくは118〜136である。 In the present invention, the shape factor SF-1 of the toner needs to be 140 or less, preferably 110 or more and 140 or less. When SF-1 is larger than 140, the degree of toner irregularity increases, so that the stress with the carrier increases and the life of the developer decreases. The lower limit of SF-1 is not particularly limited. However, if it is smaller than 110, toner cleaning becomes difficult and image defects due to poor cleaning are likely to occur, which is not preferable. The toner shape factor SF-1 is more preferably 114 to 138, and still more preferably 118 to 136.
ここでトナーの形状係数SF−1とは、トナーの球形の程度を表す指標であり、形状係数SF−1が100に近ければ近いほど球形に近く、真球では形状係数SF−1が100となる。具体的には、以下の式(1)で示される。
SF−1 = (π/4)×(ML2/A)×100 ・・・(1)
ML:トナーの投影像における径の最大長
A :トナーの投影像における投影面積
Here, the toner shape factor SF-1 is an index representing the degree of toner sphere. The closer the shape factor SF-1 is to 100, the closer it is to a sphere. In the true sphere, the shape factor SF-1 is 100. Become. Specifically, it is represented by the following formula (1).
SF-1 = (π / 4 ) × (ML 2 / A) × 100 ··· (1)
ML: Maximum length of the diameter in the projected image of the toner A: Projected area in the projected image of the toner
本発明におけるトナーの形状係数SF−1は、例えば、次のようにして求める。
まず、スライドガラス上に、測定対象となるトナーを散布し、その光学顕微鏡像を、ビデオカメラを介して画像解析装置(例えば、ニレコ社製Image Analyzer LUZEX III等)に取り込む。そして、100個以上のトナーについて、その投影像における径の最大長(ML)および投影面積(A)を測定する。測定結果から、上記式(1)を計算してその平均値を求め、得られた値をトナーの形状係数SF−1とした。
The toner shape factor SF-1 in the present invention is obtained, for example, as follows.
First, the toner to be measured is spread on the slide glass, and the optical microscope image is taken into an image analyzer (for example, Image Analyzer LUZEX III manufactured by Nireco) via a video camera. Then, with respect to 100 or more toners, the maximum diameter length (ML) and the projection area (A) in the projected image are measured. From the measurement result, the above formula (1) is calculated to obtain the average value, and the obtained value is defined as the toner shape factor SF-1.
本発明の磁性トナーにおいては、体積平均粒径D50vが、4μm以上10μm以下であることが好ましい。体積平均粒径D50vが4μmを下回ると、帯電性が不十分になり易く、現像性が低下することがあり、10μmを超えると画像の解像性が低下することがある。
上記トナーの体積平均粒径D50vの測定は、既述の通り、例えばコールターカウンターTAII(ベックマン−コールター社製)、マルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)等の測定器を用いて測定することができる。
In the magnetic toner of the present invention, the volume average particle diameter D 50v is preferably 4 μm or more and 10 μm or less. When the volume average particle diameter D 50v is less than 4 μm, the chargeability tends to be insufficient, the developability may be lowered, and when it exceeds 10 μm, the resolution of the image may be lowered.
The volume average particle diameter D 50v of the toner is measured using a measuring instrument such as Coulter Counter TAII (Beckman-Coulter) or Multisizer II (Beckman-Coulter) as described above. Can do.
本発明の磁性トナーは、398kA/m(5kOe)における飽和磁化σsが、5〜40Am2/kgの範囲とすることが要求され、この範囲となるよう磁性体の含有量を制御する。上記飽和磁化σsが5Am2/kgより少ない場合は、磁気バイアスによるトナーの捕捉力が十分でないため、地汚れ防止効果が得られず好ましくない。一方、40Am2/kgを越える場合は、磁気バイアスが大き過ぎるために現像性が極端に悪化し、十分な画像濃度を得ることができない。さらに、40Am2/kgを越える場合、トナーの比重が大きくなり、キャリアに対するストレスが大きくなり過ぎるため好ましくない。 In the magnetic toner of the present invention, the saturation magnetization σs at 398 kA / m (5 kOe) is required to be in the range of 5 to 40 Am 2 / kg, and the content of the magnetic material is controlled so as to be in this range. When the saturation magnetization [sigma] s is less than 5 Am < 2 > / kg, the toner trapping force by the magnetic bias is not sufficient, so that the effect of preventing soiling cannot be obtained, which is not preferable. On the other hand, when it exceeds 40 Am 2 / kg, since the magnetic bias is too large, the developability is extremely deteriorated and a sufficient image density cannot be obtained. Furthermore, if it exceeds 40 Am 2 / kg, the specific gravity of the toner increases, and the stress on the carrier becomes too large, which is not preferable.
本発明の磁性トナーにおいて、398kA/m(5kOe)における飽和磁化σsとしては、8〜35Am2/kgの範囲が好ましく、10〜30Am2/kgの範囲がより好ましい。
本発明において、飽和磁化σsの測定には、東英工業株式会社製振動試料型磁力計VSM−P10を用いた。勿論、他の装置で測定しても構わない。
In the magnetic toner of the present invention, the saturation magnetization σs at 398kA / m (5kOe), preferably in the range of 8~35Am 2 / kg, and more preferably in a range of from 10~30Am 2 / kg.
In the present invention, a vibrating sample magnetometer VSM-P10 manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd. was used to measure the saturation magnetization σs. Of course, you may measure with another apparatus.
なお、以上説明したトナーの距離Dmin、形状係数SF−1、粒径、および飽和磁化σsは、後述する外添剤が添加される場合には、当該外添剤が添加される前の、トナーの母体粒子(一般的に「トナー粒子」「着色粒子」等と称されるもの。)について論じられるものである。 The toner distance D min , the shape factor SF-1, the particle size, and the saturation magnetization σs described above are the values before the external additive is added when the external additive described later is added. The toner base particles (generally referred to as “toner particles”, “colored particles”, etc.) are discussed.
(製造方法)
上記、トナー表面から最近接の磁性体表面の距離Dmin、形状係数SF−1並びに398kA/m(5kOe)における飽和磁化σsの基準を満足する磁性トナーは、湿式製法で作製することが好ましい。従来、電子写真法で用いられているトナーの製法としては、トナー配合成分を溶融混練後、粉砕して所望の粒径のトナーを得る方法である混練粉砕法が一般的であるが、特に形状、表面材料の存在状態に関し、混練粉砕法で制御するのは極めて困難である。これに対し、湿式製法では、トナーの形状や、構造(磁性体の存在位置・量)を制御するのに向いており好ましい。
(Production method)
The magnetic toner satisfying the above criteria of the distance D min from the toner surface to the nearest magnetic surface, the shape factor SF-1 and the saturation magnetization σs at 398 kA / m (5 kOe) is preferably produced by a wet manufacturing method. Conventionally, as a method for producing a toner used in electrophotography, a kneading and pulverizing method, which is a method of obtaining a toner having a desired particle diameter by melting and kneading a toner compounding component and then pulverizing, is particularly preferable. It is extremely difficult to control the presence state of the surface material by the kneading and pulverizing method. On the other hand, the wet manufacturing method is preferable because it is suitable for controlling the shape and structure of the toner (position and amount of the magnetic substance).
湿式製法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、特開昭59−53856号公報、特開昭59−61842号公報に述べられている懸濁重合方法を用いてもよい。また、特許第3417212号等に開示されている、結着樹脂、着色剤、および離型剤を油性媒体中に添加して油性分散混合物を得、該油性分散混合物を水性媒体中に分散させて油性液滴を形成し、油性液滴中から油性媒体を除去してトナー粒子を形成する製法を用いてもよい。また、特開昭63−282752号公報、特開平6−250439号公報等に開示されている乳化凝集法を用いてもよい。 As the wet manufacturing method, a known method can be used. For example, suspension polymerization methods described in JP-A-59-53856 and JP-A-59-61842 may be used. Further, a binder resin, a colorant, and a release agent disclosed in Japanese Patent No. 3417212 are added to an oily medium to obtain an oily dispersion mixture, and the oily dispersion mixture is dispersed in an aqueous medium. A manufacturing method may be used in which oil droplets are formed and the oily medium is removed from the oil droplets to form toner particles. Further, an emulsion aggregation method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 63-2822752 and 6-250439 may be used.
特にトナー形状および表面構造制御の容易性から、以下で述べる乳化凝集法を用いることがより好ましい。
乳化凝集法では、イオン性界面活性剤による樹脂分散液と、反対極性のイオン性界面活性剤に分散した磁性体、着色剤、離型剤等を混合し、ヘテロ凝集を生じさせてトナー径の凝集粒子を形成し(凝集工程)、その後、前記樹脂のガラス転移点Tg以上に加熱して前記凝集粒子を融合させ一体化(合一)し(融合工程)、洗浄、乾燥してトナーが製造される。この方法は、トナー粒径の小径化を容易に可能にし、シャープな粒度分布とすることができるだけでなく、形状や構造(磁性体の存在位置・量)も制御することができる。
In particular, the emulsion aggregation method described below is more preferably used from the viewpoint of easy control of toner shape and surface structure.
In the emulsion aggregation method, a resin dispersion using an ionic surfactant is mixed with a magnetic substance, a colorant, a release agent, etc. dispersed in an ionic surfactant of the opposite polarity to cause hetero-aggregation, thereby reducing the toner diameter. Agglomerated particles are formed (aggregation process), and then heated to the glass transition point Tg or higher of the resin to fuse and aggregate (unify) the aggregated particles (fusion process), and are washed and dried to produce a toner. Is done. This method makes it possible to easily reduce the toner particle size and not only to obtain a sharp particle size distribution, but also to control the shape and structure (position and amount of magnetic substance).
具体的には、例えば、次の方法で容易に製造することができる。すなわち、乳化重合等によって得た少なくとも1μm以下の樹脂微粒子をイオン性界面活性剤により分散させた樹脂微粒子分散液と、これと反対極性のイオン性界面活性剤で分散された磁性粒子分散液と、着色剤分散液と、離形剤分散液と、を混合する。また必要に応じて帯電制御剤分散液をさらに混合してもよい。これらを混合してヘテロ凝集を生じさせて、トナー径に相当する凝集粒子を形成させる。続いて、調製された凝集粒子分散液を前記樹脂のガラス転移点Tg以上の温度に加熱し融合・合一し、洗浄、乾燥してトナー粒子を得る。 Specifically, for example, it can be easily produced by the following method. That is, a resin fine particle dispersion in which resin fine particles of at least 1 μm or less obtained by emulsion polymerization or the like are dispersed with an ionic surfactant, and a magnetic particle dispersion dispersed with an ionic surfactant having the opposite polarity, The colorant dispersion and the release agent dispersion are mixed. Moreover, you may further mix a charge control agent dispersion liquid as needed. These are mixed to cause heteroaggregation to form aggregated particles corresponding to the toner diameter. Subsequently, the prepared aggregated particle dispersion is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point Tg of the resin, fused and united, washed and dried to obtain toner particles.
また、凝集工程において、初期の各極性のイオン性界面活性剤の量のバランスを予めずらしておき、ガラス転移点以下で第1段階の母体凝集粒子を形成し安定化させた後、第2段階でバランスのずれを補填するような、極性、量の界面活性剤で処理された微粒子分散液を添加し、さらに必要に応じて、前記母体凝集粒子または追加微粒子に含まれる樹脂のガラス転移点以下でわずかに加熱して安定化させた後、ガラス転移点以上に加熱することにより、第2段階で加えた微粒子を母体凝集粒子の表面に付着させたまま融合することが可能である。しかも、これらの凝集操作は、段階的に複数回繰り返して実施することも可能であり、その結果、トナー粒子の表面から内部にかけて段階的に組成、物性を変化させることができ、トナー構造の制御が極めて容易となる。したがって、構造(磁性体の存在位置・量)が本発明で規定する条件を満たすようにトナーを製造することが容易である。 In the agglomeration step, the initial balance of the amount of the ionic surfactant of each polarity is shifted in advance, and after forming and stabilizing the first-stage base aggregated particles below the glass transition point, the second stage Add a fine particle dispersion treated with a polar and quantity surfactant so as to compensate for the balance deviation, and if necessary, below the glass transition point of the resin contained in the base aggregated particles or additional fine particles After being heated and stabilized slightly, the fine particles added in the second stage can be fused while adhering to the surface of the base aggregated particles by heating above the glass transition point. In addition, these agglomeration operations can be repeated several times stepwise, and as a result, the composition and physical properties can be changed stepwise from the surface to the inside of the toner particles, thereby controlling the toner structure. Is extremely easy. Therefore, it is easy to manufacture the toner so that the structure (existing position / amount of the magnetic substance) satisfies the conditions defined in the present invention.
この方法では、後から添加混合する微粒子分散液の量、トナー融合における加熱温度、加熱時間、pH調整等の条件を変えることにより、距離Dmin、形状係数SF−1並びに飽和磁化σsを制御することが可能となる。また、トナーの融合の条件は、磁性体(磁性粉)の添加量によっても変化するため、磁性体の量に応じて、トナーの融合条件を調整してもよい。 In this method, the distance D min , the shape factor SF-1, and the saturation magnetization σs are controlled by changing the amount of the fine particle dispersion added and mixed later, the heating temperature, the heating time, and the pH adjustment in the toner fusion. It becomes possible. Further, since the toner fusion conditions vary depending on the amount of magnetic material (magnetic powder) added, the toner fusion conditions may be adjusted according to the amount of magnetic material.
(配合成分)
本発明の磁性トナーは、少なくとも結着樹脂、磁性体、および離型剤を含有する磁性トナーである。その他、必要に応じて、外添剤、内添剤、着色剤等を適宜含有させることができる。以下、各成分ごとに説明する。
(Compounding ingredients)
The magnetic toner of the present invention is a magnetic toner containing at least a binder resin, a magnetic material, and a release agent. In addition, an external additive, an internal additive, a colorant, and the like can be appropriately contained as necessary. Hereinafter, each component will be described.
:結着樹脂:
本発明の磁性トナーの製造に用いる結着樹脂には、特に制限はないが、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエン等のポリオレフィン類などの単量体からなる重合体またはそれらを2種以上組み合せて得られる共重合体、さらにはそれらの混合物を使用することができる。また、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合系樹脂、あるいはこれらと前記ビニル系樹脂との混合物や、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等を使用することができる。
: Binder resin:
The binder resin used in the production of the magnetic toner of the present invention is not particularly limited. For example, styrenes such as styrene, parachlorostyrene, and α-methylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, and acrylic acid n- Esters having a vinyl group such as propyl, n-butyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate; Vinyl nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; Vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl isobutyl ether; Vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl isopropenyl ketone; Ethylene, propylene, butadiene, etc. Polymers or copolymers obtained by combining them two or more made of monomers such as Li olefins, can further be used mixtures thereof. In addition, epoxy resins, polyester resins, polyurethane resins, polyamide resins, cellulose resins, polyether resins, etc., non-vinyl condensation resins, or mixtures thereof with the vinyl resins, or vinyl monomers in the presence of these resins Graft polymers obtained by polymerizing can be used.
前記樹脂微粒子のガラス転移点Tgとしては、トナーの製造エネルギーの低減、トナー保存安定性、形状制御性、低温定着性、画像保存性等の観点より、40〜80℃であることが好ましく、更に、45〜70℃であることが好ましい。当該ガラス転移点Tgの範囲とすることにより、上記特性を満足する安価な高品質トナーを提供することができる。 The glass transition point Tg of the resin fine particles is preferably 40 to 80 ° C. from the viewpoint of reduction of toner production energy, toner storage stability, shape controllability, low-temperature fixability, image storage stability, and the like. It is preferable that it is 45-70 degreeC. By setting the glass transition point Tg in the range, an inexpensive high-quality toner that satisfies the above characteristics can be provided.
:磁性体:
本発明の磁性トナーは、磁性体を含有する。トナーが磁性を有することにより、地汚れの発生を防止することができる。これは、磁気バイアスにより現像剤担持体にトナーが捉えられているため、十分に帯電したトナーのみが現像され、帯電が不十分なトナーが現像されないことにより、地汚れの発生を抑制することができるためと考えられる。
: Magnetic material:
The magnetic toner of the present invention contains a magnetic material. Owing to the magnetism of the toner, it is possible to prevent the occurrence of soiling. This is because the toner is caught on the developer carrier by the magnetic bias, so that only sufficiently charged toner is developed, and insufficiently charged toner is not developed. This is thought to be possible.
本発明に用いられる磁性体としては、公知の磁性体、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の金属およびこれらの合金、Fe3O4,γ−Fe2O3,コバルト添加酸化鉄等の金属酸化物、MnZnフェライト、NiZnフェライト等の各種フェライト、マグネタイト、ヘマタイト等が使用できる。更にこれら磁性体の表面をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤等の表面処理剤で処理したもの、珪素系化合物やアルミニウム系化合物など無機系材料でコーティングしたもの、あるいはポリマーコーティングしたもの等でもよい。 Examples of the magnetic material used in the present invention include known magnetic materials such as metals such as iron, cobalt and nickel and alloys thereof, Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , and metal oxides such as cobalt-added iron oxide. And various ferrites such as MnZn ferrite and NiZn ferrite, magnetite, hematite and the like can be used. Further, the surface of these magnetic materials may be treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent, coated with an inorganic material such as a silicon compound or an aluminum compound, or polymer coated. .
磁性体末の含有量は、トナーの粒子全体に対して5〜50質量%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは10〜40質量%の範囲内である。磁性体の含有量が5質量%より少ないと、磁気バイアスによるトナーの捕捉力が不十分となる場合があり、地汚れ防止効果を得難く好ましくない。一方、50質量%を越えると、磁気バイアスが大き過ぎるために現像性が悪くなりやすく、十分な画像濃度を得ることが困難となる。
また、これらの磁性体は、個数平均粒径が0.05〜0.35μm程度のものが結着樹脂中への分散性の観点で好ましく用いられる。
The content of the magnetic powder is preferably in the range of 5 to 50% by mass, more preferably in the range of 10 to 40% by mass with respect to the total toner particles. If the content of the magnetic material is less than 5% by mass, the toner trapping force by the magnetic bias may be insufficient, and it is difficult to obtain the effect of preventing scumming. On the other hand, if it exceeds 50% by mass, the magnetic bias is too large and the developability tends to deteriorate, making it difficult to obtain a sufficient image density.
These magnetic materials having a number average particle diameter of about 0.05 to 0.35 μm are preferably used from the viewpoint of dispersibility in the binder resin.
:離型剤:
本発明の磁性トナーには、オフセット発生防止のため、離型剤が含有される。
本発明の磁性トナーにおいては、X線光電子分光測定器(XPS)による表面ワックス量(トナー表面の離型剤の露出量)が、5〜40%の範囲内であることが好ましい。
:Release agent:
The magnetic toner of the present invention contains a release agent to prevent the occurrence of offset.
In the magnetic toner of the present invention, the surface wax amount (exposure amount of the release agent on the toner surface) by an X-ray photoelectron spectrometer (XPS) is preferably in the range of 5 to 40%.
トナー表面の離型剤の露出量(表面ワックス量)は、光電子分光法(XPS)で定量化することができる。この方法は、まず、トナーを構成する材料のうち、結着樹脂、離型剤の個別のスペクトルを測定し、トナーの粒子の測定から得たスペクトルを各個別のスペクトルでフィッテイングすることにより、トナーの各粒子における離型剤の表面露出率を定める。本発明においては、この離型剤に起因する元素比率(すなわち、表面ワックス量)を5〜40%の範囲内にすることが好ましい。 The exposure amount (surface wax amount) of the release agent on the toner surface can be quantified by photoelectron spectroscopy (XPS). In this method, first, the individual spectra of the binder resin and the release agent among the materials constituting the toner are measured, and the spectrum obtained from the measurement of the toner particles is fitted with each individual spectrum. The surface exposure rate of the release agent in each toner particle is determined. In this invention, it is preferable to make the element ratio (namely, surface wax amount) resulting from this mold release agent in the range of 5 to 40%.
表面に離型剤が多く存在する場合には、キャリアにトナーが付着しやすくなるため、キャリアの帯電能力の劣化が起こりやすくなる。さらに、現像装置内でキャリアとの攪拌によるストレスにより、外添剤がトナー内部に埋まり込みやすくなるため、トナーの流動性の低下や帯電不良が起こりやすくなり、画像濃度の低下等の障害が発生しやすくなる。一方、離型剤の表面量が減少すると、加熱定着時に離型剤がトナー表面へのしみ出しが不十分となり、オフセット防止効果が発揮されにくくなる。 When a large amount of release agent is present on the surface, toner tends to adhere to the carrier, so that the charging ability of the carrier is likely to deteriorate. In addition, external additives are likely to be embedded inside the toner due to stress caused by stirring with the carrier in the developing device, so that toner fluidity and charging defects are likely to occur, causing problems such as image density reduction. It becomes easy to do. On the other hand, when the surface amount of the release agent decreases, the release agent does not ooze out to the toner surface during heat fixing, and the offset prevention effect is hardly exhibited.
上記のような、キャリア劣化や画像濃度低下とオフセットに関し、いずれの問題も抑制させるには、表面ワックス量を、既述の通り5〜40%の範囲内とすることが好ましく、8〜35%の範囲内とすることがより好ましく、10〜30%の範囲内とすることがさらに好ましい。 In order to suppress any problems related to carrier deterioration, image density reduction and offset as described above, the amount of surface wax is preferably in the range of 5 to 40% as described above, and 8 to 35%. More preferably, it is more within the range of 10 to 30%.
本発明において使用可能な離型剤に特に制限は無く、トナーの離型剤として従来公知のものを問題なく使用することができる。具体例には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を示すシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス;ミツロウのごとき動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物・石油系ワックス;およびそれらの変性物を使用可能なものそして例示することができる。 There are no particular limitations on the release agent that can be used in the present invention, and conventionally known release agents can be used without any problem. Specific examples include low molecular weight polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polybutene; silicones that exhibit a softening point upon heating; fatty acid amides such as oleic acid amide, erucic acid amide, ricinoleic acid amide, stearic acid amide; Plant waxes such as Uba wax, rice wax, candelilla wax, tree wax, jojoba oil; animal waxes such as beeswax; montan wax, ozokerite, ceresin, paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, etc. Minerals and petroleum waxes; and their modifications may be used and exemplified.
離型剤の含有量は、トナーの粒子全体に対して0.1〜20質量%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは2〜15質量%の範囲内である。離型剤の含有量が、上記下限値より少ないと、トナーの離型性能が低下しオフセットが発生する場合があり、一方、上記上限値を越えると、トナーの帯電性能の低下や熱保管性能の低下が発生する場合があり、それぞれ好ましくない。 The content of the release agent is preferably in the range of 0.1 to 20% by mass, more preferably in the range of 2 to 15% by mass with respect to the whole toner particles. If the content of the release agent is less than the above lower limit value, the toner release performance may be reduced and offset may occur. On the other hand, if the content exceeds the upper limit value, the toner charging performance is deteriorated or the heat storage performance is increased. May occur, which is not preferable.
:外添剤:
本発明の磁性トナーは、耐久性や粉体流動性などを向上させる目的で、トナーに必要に応じて種々の無機系あるいは有機系の微粒子を外添することが好ましい。
外添剤として用いることができる無機微粒子としては、例えば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどの金属酸化物やセラミック粒子などを挙げることができる。
これら無機微粒子は、一次粒径で5nm〜500nm程度のものが好ましく用いられる。
: External additive:
In the magnetic toner of the present invention, various inorganic or organic fine particles are preferably externally added to the toner as necessary for the purpose of improving durability and powder flowability.
Examples of inorganic fine particles that can be used as an external additive include silica, aluminum oxide, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, silica sand, clay, mica, silica Apatite, diatomaceous earth, cerium chloride, bengara, chromium oxide, cerium oxide, antimony trioxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, zirconium oxide, silicon carbide, silicon nitride, calcium carbonate, barium sulfate and other metal oxides and ceramic particles Can be mentioned.
These inorganic fine particles preferably have a primary particle size of about 5 nm to 500 nm.
また、これらの無機微粒子は、疎水化処理されていることが好ましい。疎水化処理された無機微粒子を用いた場合、高湿度下でのトナーの帯電量を向上させる事ができ、結果としてトナーの帯電性の環境安定性を向上させる事ができる。
なお、疎水化処理に用いることができる疎水化剤としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤等のカップリング剤、シリコーンオイルやポリマーコーティング処理などが挙げられる。これらの疎水化剤を単独または組み合わせて用いることができる。
Moreover, it is preferable that these inorganic fine particles are hydrophobized. When the inorganic fine particles subjected to the hydrophobic treatment are used, the charge amount of the toner under high humidity can be improved, and as a result, the environmental stability of the chargeability of the toner can be improved.
Hydrophobizing agents that can be used for the hydrophobizing treatment include coupling agents such as silane coupling agents, titanate coupling agents, aluminate coupling agents, zirconium coupling agents, silicone oils and polymers. Examples include coating treatment. These hydrophobizing agents can be used alone or in combination.
また、無機微粒子に加えて、有機微粒子をトナーに外添することもできる。有機微粒子としては、例えば、スチレン系重合体、(メタ)アクリル系重合体、エチレン系重合体などのビニル系重合体や、エステル系、メラミン系、アミド系、アリルフタレート系などの各種重合体、フッ化ビニリデンなどのフッ素系重合体、ユニリンなどの高級アルコールからなる微粒子などを挙げる事ができ、一次粒径で0.05〜7.0μmのものが好ましく用いられる。有機微粒子は、一般にクリーニング性や転写性を向上させる目的で添加される。 In addition to the inorganic fine particles, organic fine particles can be externally added to the toner. Examples of the organic fine particles include vinyl polymers such as styrene polymers, (meth) acrylic polymers, and ethylene polymers, and various polymers such as ester, melamine, amide, and allyl phthalate. Fluoropolymers such as vinylidene fluoride and fine particles composed of higher alcohols such as unilin can be mentioned, and those having a primary particle size of 0.05 to 7.0 μm are preferably used. The organic fine particles are generally added for the purpose of improving cleaning properties and transferability.
なお、トナーに無機微粒子や有機微粒子を添加する場合には、これら微粒子をトナー粒子と共にサンプルミルやヘンシェルミキサーなどで機械的衝撃力を加えることによりトナー粒子表面に付着または固着させることができる。
外添剤の添加量としては、外添剤の種類や組合せ、トナーの母材粒子(トナー粒子)の各種性状・形状・配合等により変わってくるため、一概には言えないが、おおよそ、トナーの母材粒子(トナー粒子)を100(質量基準)とした場合に、0.1〜5.0程度の範囲から選択される。
When inorganic fine particles or organic fine particles are added to the toner, these fine particles can be adhered or fixed to the surface of the toner particles by applying a mechanical impact force together with the toner particles using a sample mill or a Henschel mixer.
The amount of external additive added varies depending on the type and combination of external additives and various properties, shapes, and blends of toner base material particles (toner particles). When the base material particle (toner particle) is 100 (mass basis), it is selected from the range of about 0.1 to 5.0.
:内添剤:
本発明の磁性トナーには、帯電制御の目的で、種々の物質を内添剤として添加しても構わない。例えば、フッ素系界面活性剤、サリチル酸系錯体、鉄錯体のような鉄系染料、クロム錯体のようなクロム系染料、マレイン酸を単量体成分として含む共重合体のごとき高分子酸、4級アンモニウム塩、ニグロシンなどのアジン系染料などを0.1〜10.0質量%の範囲で添加してもよい。
: Internal additive:
Various substances may be added as internal additives to the magnetic toner of the present invention for the purpose of charge control. For example, high molecular acids such as fluorosurfactants, salicylic acid complexes, iron dyes such as iron complexes, chromium dyes such as chromium complexes, and copolymers containing maleic acid as a monomer component, quaternary Azine dyes such as ammonium salts and nigrosine may be added in the range of 0.1 to 10.0% by mass.
:着色剤:
本発明の磁性トナーには、着色力調整のために、既述の磁性体以外の着色剤を併用してもよい。使用可能な黒色の着色剤としては、黒色水酸化鉄、黒色酸化チタン、カーボンブラック等を挙げることができる。
: Colorant:
The magnetic toner of the present invention may be used in combination with a colorant other than the magnetic material described above for adjusting the coloring power. Examples of black colorants that can be used include black iron hydroxide, black titanium oxide, and carbon black.
また、色調を調整するために黒色以外の着色剤を含有させてもよい。使用できる着色剤としては、特に制限はなく、公知の着色剤を挙げることができ、目的に応じて適宜選択することができる。かかる着色剤としては、例えば、デュポンオイルレッド、オリエントオイルレッド、ローズベンガル、C.I.ピグメントレッドの5、112、123、139、144、149、166、177、178、222、48:1、48:2、48:3、53:1、57:1および81:1、C.I.ピグメントオレンジの31および43、キノリンイエロー、クロームイエロー、C.I.ピグメントイエローの12、14、17、93、94、97、138、174、180および188、ウルトラマリンブルー、アニリンブルー、カルコイルブルー、メチレンブルークロライド、銅フタロシアニン、C.I.ピグメントブルーの15、60、15:1、15:2および15:3、C.I.ピグメントグリーンの7、マラカイトグリーンオキサレートなどが挙げられ、これらを単独または複数組み合わせて用いることも可能である。
Moreover, in order to adjust a color tone, you may contain coloring agents other than black. There is no restriction | limiting in particular as a coloring agent which can be used, A well-known coloring agent can be mentioned, According to the objective, it can select suitably. Examples of such colorants include DuPont oil red, Orient oil red, Rose Bengal, C.I. I. Pigment Red 5, 112, 123, 139, 144, 149, 166, 177, 178, 222, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 53: 1, 57: 1 and 81: 1, C.I. I. Pigment Orange 31 and 43, quinoline yellow, chrome yellow, C.I. I. Pigment Yellow 12, 14, 17, 93, 94, 97, 138, 174, 180 and 188, ultramarine blue, aniline blue, calcoyl blue, methylene blue chloride, copper phthalocyanine, C.I. I.
以上説明したトナーは、前記現像装置本体内、特に現像剤収容部において、磁性キャリアとともに二成分現像剤として存在する。
本発明に用いられる磁性キャリア(以下、単に「キャリア」という場合がある。)としては、特に制限はなく、それ自体公知のキャリアが挙げられ、例えば、特開昭62−39879号公報、特開昭56−11461号公報等に記載された樹脂被覆キャリア等の公知のキャリア等を使用することができる。
The toner described above exists as a two-component developer together with the magnetic carrier in the developing device main body, particularly in the developer container.
The magnetic carrier used in the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “carrier”) is not particularly limited, and examples thereof include well-known carriers. A known carrier such as a resin-coated carrier described in Japanese Patent Laid-Open No. 56-11461 can be used.
前記キャリアの具体例としては、以下の樹脂被覆キャリアが挙げられる。すなわち、当該キャリアの核体粒子としては、通常の鉄粉、フェライト、マグネタイト造型物などが挙げられ、その体積平均粒径は30〜200μm程度の範囲であることが好ましい。 Specific examples of the carrier include the following resin-coated carriers. That is, examples of the core particle of the carrier include normal iron powder, ferrite, magnetite molding, and the like, and the volume average particle size is preferably in the range of about 30 to 200 μm.
前記核体粒子の被覆樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸、n−プロピルメタクリル酸ラウリルメタクリル酸2−エチルヘキシル等のα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸類;ジメチルアミノエチルメタクリレート等の含窒素アクリル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等のビニルピリジン類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン等のオレフィン類;弗化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン等のビニル系フッ素含有モノマー;等の単独重合体、又は2種類以上のモノマーからなる共重合体、また、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等のシリコーン類;ビスフェノール、グリコール等を含有するポリエステル類;エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよいし、あるいは2種以上併用してもよい。 Examples of the coating resin for the core particles include styrenes such as styrene, parachlorostyrene, and α-methylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, lauryl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate. Α-methylene fatty acid monocarboxylic acids such as methyl methacrylate, methacrylic acid and n-propyl lauryl methacrylate 2-ethylhexyl; nitrogen-containing acrylics such as dimethylaminoethyl methacrylate; vinyl nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile Vinyl pyridines such as 2-vinyl pyridine and 4-vinyl pyridine; vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl isopropenyl ketone; Ketones; olefins such as ethylene and propylene; vinyl-based fluorine-containing monomers such as vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, and hexafluoroethylene; homopolymers such as, or copolymers composed of two or more types of monomers, Examples include silicones such as methylsilicone and methylphenylsilicone; polyesters containing bisphenol and glycol; epoxy resins, polyurethane resins, polyamide resins, cellulose resins, polyether resins, and polycarbonate resins. These resins may be used alone or in combination of two or more.
上記被覆樹脂の量としては、前記核体粒子100質量部に対して0.1〜10質量部程度の範囲であることが好ましく、0.5〜3.0質量部の範囲がより好ましい。
当該キャリアの製造には、加熱型ニーダー、加熱型ヘンシェルミキサー、UMミキサーなどを使用することができ、前記被覆樹脂の量によっては、加熱型流動転動床、加熱型キルンなどを使用することができる。
The amount of the coating resin is preferably in the range of about 0.1 to 10 parts by mass and more preferably in the range of 0.5 to 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the core particles.
For the production of the carrier, a heating kneader, a heating Henschel mixer, a UM mixer, or the like can be used. Depending on the amount of the coating resin, a heating fluidized rolling bed, a heating kiln, or the like can be used. it can.
本発明における二成分現像剤は、以上説明した磁性キャリアとトナーとを混合することにより製造される。その混合比としては、一概には言えないが、トナー:磁性キャリア(質量比)で、1:99〜40:60程度の範囲から、最適な値を選択する。そして、当該二成分現像剤を用いる本発明の現像装置、画像形成装置並びに画像形成方法によれば、キャリアに対するストレスが低減され、現像剤の長寿命化をはかることができる。 The two-component developer in the present invention is produced by mixing the magnetic carrier and toner described above. As the mixing ratio, although it cannot be generally stated, an optimum value is selected from the range of about 1:99 to 40:60 for toner: magnetic carrier (mass ratio). According to the developing device, the image forming apparatus, and the image forming method of the present invention using the two-component developer, the stress on the carrier is reduced and the life of the developer can be extended.
[画像形成装置]
本発明の画像形成装置は、少なくとも、静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像装置内に収容されたトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤により、前記形成された潜像を可視像化して、前記静電潜像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、前記形成されたトナー像を、被転写体の表面に転写する転写手段と、を有する画像形成装置であって、
前記現像手段における現像装置が、内部に磁界発生手段を具備し且つトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に連通し且つトナーを収容するトナー収容部と、を有し、前記現像剤担持体に担持される前記二成分現像剤の量を規制部材で規制し、該現像剤担持体表面における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御する機構を具備した現像装置であり、かつ、前記トナー収容部に収容される前記トナーが、既述の本発明の磁性トナーであることを特徴とするものである。
[Image forming apparatus]
The image forming apparatus of the present invention includes at least a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of an electrostatic latent image carrier, and a two-component developer including toner and a magnetic carrier accommodated in the developing device. Developing means for visualizing the formed latent image and forming a toner image on the surface of the electrostatic latent image carrier, and transfer for transferring the formed toner image to the surface of the transfer target An image forming apparatus comprising:
The developing device in the developing means includes a developer carrying body having a magnetic field generating means therein and carrying and carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and development for supplying the developer to the developer carrying body A developer container, and a toner container that communicates with the developer container and accommodates toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrier is regulated by a regulating member, A developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner concentration of the two-component developer on the surface of the developer carrying member, and is accommodated in the toner accommodating portion. The toner is the magnetic toner of the present invention described above.
本発明の画像形成装置について、図面を用いて詳細に説明する。図2は、本発明の画像形成装置の一例である電子写真装置を示す模式断面図である。
図2に示される電子写真装置は、電子写真感光体(静電潜像担持体)109と、電子写真感光体109の表面を帯電する帯電器(帯電手段)111と、電子写真感光体109の表面に静電潜像を形成する画像入力器(静電潜像形成手段)113と、トナーにより電子写真感光体109の表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を得る現像装置(現像手段)115と、形成されたトナー画像を、用紙等の被転写体120表面に転写する転写器(転写手段)114と、クリーニングブレード119により電子写真感光体109表面の残留トナー等を除去するクリーニング器(クリーニング手段)116と、電子写真感光体109表面の残存電位を除去する除電器117と、被転写体120表面に転写されたトナー画像を熱および/または圧力等により定着する定着器(定着手段)118と、を有する。
The image forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic sectional view showing an electrophotographic apparatus which is an example of the image forming apparatus of the present invention.
An electrophotographic apparatus shown in FIG. 2 includes an electrophotographic photosensitive member (electrostatic latent image carrier) 109, a charger (charging means) 111 that charges the surface of the electrophotographic
そして、本例においては、現像装置(現像手段)115が本発明の現像装置であり、図1における現像装置本体15がそのまま用いられる。また、収容されるトナーTが本発明の磁性トナーであり、既述の通りのものである。
その他、帯電器111、画像入力器113、転写器114、除電器117、定着器118の構成は、本発明において特に制限されるものではなく、電子写真分野において従来公知のあらゆる構成をそのまま適用することができる。なお、本例のように接触帯電方式の帯電器111を用いる構成の場合、除電器117は、必ずしも設けられていなくてもよい。
In this example, the developing device (developing means) 115 is the developing device of the present invention, and the developing device
In addition, the configurations of the
図2の電子写真装置を用いて、本発明の画像形成方法を説明する。電子写真感光体109の表面は、帯電器111により一様に帯電された上で、画像入力器(静電潜像形成手段)113により静電潜像が形成される(潜像形成工程)。電子写真感光体109の表面に形成された静電潜像は、現像装置(現像手段)115に内蔵されたトナーにより可視像化され、トナー像が形成される(現像工程)。電子写真感光体109の表面に形成されたトナー像は、電子写真感光体109と、それに対向する転写器(転写手段)114との間に挿通された被転写体120表面に転写され(転写工程)、さらに定着器118の熱および/または圧力等により定着される(定着工程)。一方、転写後の電子写真感光体109表面の残留トナーは、クリーニングブレード119を具備したクリーニング器(クリーニング手段)116により除去される(クリーニング工程)。そして、次の画像形成サイクルに進む前に、電子写真感光体109表面の残存電位が、除電器117により除去される。
The image forming method of the present invention will be described using the electrophotographic apparatus of FIG. The surface of the electrophotographic
以上のような画像形成装置において、トナーとして本発明の磁性トナーを用い、かつ、現像手段として本発明の現像装置を用いているため、キャリアに対するストレスが低減され、現像剤の長寿命化をはかることができ、小型で低コストでありながら、安定した画像が形成され、高い信頼性が実現される。 In the image forming apparatus as described above, since the magnetic toner of the present invention is used as the toner and the developing apparatus of the present invention is used as the developing means, the stress on the carrier is reduced and the life of the developer is extended. Therefore, a stable image can be formed and high reliability can be realized while being small and low cost.
(トナーリサイクル機構)
本発明は、転写後の静電潜像担持体の表面をクリーニングして静電潜像担持体の表面に残存するトナーを回収し、回収したトナーを現像装置に供給して現像工程に使用する構成を含む画像形成装置に対しても、好適に採用することができる。このようなトナーリサイクル機構(トナー戻し手段)を備えることにより、トナー廃棄による環境負荷を低減することができ、また、廃トナーボックスが不要となるため機械のコンパクト化に有利となる。
(Toner recycling mechanism)
The present invention cleans the surface of the latent electrostatic image bearing member after transfer to collect the toner remaining on the surface of the latent electrostatic image bearing member, and supplies the collected toner to a developing device for use in the developing process. The present invention can also be suitably applied to an image forming apparatus including a configuration. By providing such a toner recycling mechanism (toner returning means), it is possible to reduce the environmental load due to toner disposal and to eliminate the need for a waste toner box, which is advantageous for making the machine compact.
従来、トナーは、キャリアとの攪拌によるストレスにより、外添剤の埋まり込みや脱離が起きたり、自身の形状が変化しやすかったりしため、クリーニング回収トナー(クリーニング手段により回収された、静電潜像担持体表面の残留トナー)を再利用したとしても、未使用のトナーとクリーニング回収トナーとで、外添剤の状態やトナーの形状が大きく異なった状態となってしまう。したがって、両者間でトナーの補給性、帯電性等が大きく異なるため、濃度の低下や細線再現性の悪化といった画質上の問題が発生してしまい、クリーニング回収トナーを再利用することは困難であった。
しかし、本発明の磁性トナーはキャリアとの攪拌によるストレスが低減されているため、未使用トナーとクリーニング回収トナーとで特性の変化がほとんど起こらず、画質上の問題発生を大幅に抑制することができる。
Conventionally, toner is embedded or detached due to stress caused by agitation with the carrier, or its shape is likely to change. Even if the residual toner on the surface of the latent image carrier is reused, the state of the external additive and the shape of the toner are greatly different between the unused toner and the cleaning / collecting toner. Therefore, the toner replenishment property, charging property, etc. are greatly different between the two, which causes image quality problems such as a decrease in density and a deterioration in fine line reproducibility, and it is difficult to reuse the cleaning recovered toner. It was.
However, since the magnetic toner of the present invention has reduced stress due to stirring with the carrier, there is almost no change in characteristics between the unused toner and the cleaning / collecting toner, and the occurrence of image quality problems can be greatly suppressed. it can.
このような構成を具備する画像形成装置の一例の要部模式図を図3に示す。図3は、画像形成装置のうち、静電潜像担持体、現像装置およびクリーニング手段のみ抜き出した状態で描かれている。勿論、本例においても、画像形成装置として図2に示される各構成を全て具備するものであり、図3において省略されている部材は、図2に示される部材と基本的に同一の機能・作用を有するものである。 FIG. 3 shows a schematic diagram of a main part of an example of an image forming apparatus having such a configuration. FIG. 3 is drawn with only the electrostatic latent image carrier, the developing device, and the cleaning means extracted from the image forming apparatus. Of course, this example also includes all the components shown in FIG. 2 as an image forming apparatus, and the members omitted in FIG. 3 have basically the same functions and functions as those shown in FIG. It has an action.
すなわち、図3に示される画像形成装置は、図2に示される画像形成装置に対して、現像装置本体15に改良を加えた現像装置本体15’を用い、かつ、クリーニング回収トナー再利用の機構としてトナーリサイクル機構(トナー戻し手段)を加えたものである。なお、図3においては、現像装置本体15’における各部材に符号を付していないが、図1の現像装置本体15と同一の部材を全て具備しており、その機能・作用も同一であるため、符号と共に、その説明も省略することにする。
That is, the image forming apparatus shown in FIG. 3 uses a developing device
トナー像の転写後に電子写真感光体(静電潜像担持体)9表面に残留するトナーは、クリーニング器(クリーニング手段)16におけるクリーニングブレード19により掻き取られ、トナーリサイクル機構を有さない場合には、収容容器21に収容される。
The toner remaining on the surface of the electrophotographic photosensitive member (electrostatic latent image carrier) 9 after the transfer of the toner image is scraped off by the
トナーリサイクル機構は、前記クリーニング回収トナーを回収する回収スクリュー22と、それを現像装置本体15’に搬送する搬送スクリュー23とで構成される。すなわち、クリーニングブレード19により掻き取られたクリーニング回収トナーは、回収スクリュー22により回収されて搬送スクリュー23に送られ、当該搬送スクリュー23によって順次現像装置本体15’におけるトナー収容部(図1における符号5に相当)に搬送され、供給される。そして、トナー収容部では、このクリーニング回収トナーと新しいトナーとが混合されてリサイクルされる構成となっている(以上、トナー戻し工程)。
The toner recycling mechanism includes a
なお、上記例に限らず、転写後の静電潜像担持体表面をクリーニングして静電潜像担持体表面に残留したトナーを回収し、回収したトナーを現像装置に搬送して現像工程に使用する機構(トナー戻し手段)は、その他公知の方法を採用することができる。公知の方法としては、例えば、特開昭63−163883号公報、特開平3−089289号公報等において開示された方法が挙げられる。 In addition to the above example, the surface of the latent electrostatic image bearing member after the transfer is cleaned to collect the toner remaining on the surface of the latent electrostatic image bearing member, and the collected toner is conveyed to a developing device for the developing process. As the mechanism (toner returning means) to be used, other known methods can be adopted. Known methods include, for example, methods disclosed in JP-A-63-163883, JP-A-3-089289, and the like.
[画像形成方法]
本発明の画像形成方法は、内部に磁界発生手段を具備し且つトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に連通し且つトナーを収容するトナー収容部と、を有し、前記現像剤担持体に担持される前記二成分現像剤の量を規制部材で規制し、該現像剤担持体表面における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御する機構を具備した現像装置を用いた画像形成方法であって、前記トナーが、既述の如き本発明の磁性トナーであることを特徴とする。
当該構成の詳細については、[現像装置]および[トナー]の項において詳細に述べた通りである。
[Image forming method]
The image forming method of the present invention includes a developer carrying member having a magnetic field generating means therein and carrying and carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and development for supplying the developer to the developer carrying member. A developer container, and a toner container that communicates with the developer container and accommodates toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrier is regulated by a regulating member, An image forming method using a developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of a two-component developer by changing the toner density of the two-component developer on the surface of the developer carrying member, wherein the toner is The magnetic toner of the present invention as described above.
Details of the configuration are as described in detail in the sections [Developing apparatus] and [Toner].
本発明の画像形成方法としては、
(1)静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
(2)前記現像装置内に収容されたトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤により、前記形成された潜像を可視像化して、前記静電潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、
(3)前記形成されたトナー像を、被転写体の表面に転写する転写工程と、
(4)転写後の前記静電潜像担持体の表面をクリーニングして静電潜像担持体の表面に残存するトナーを回収するクリーニング工程と、
(5)前記回収されたトナーを前記現像装置に搬送するトナー戻し工程をと、
を含む、いわゆるトナーリサイクル機構を有する構成とすることも好適である。
当該構成の詳細については、[画像形成装置]の項において詳細に述べた通りである。
As an image forming method of the present invention,
(1) a latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the surface of the electrostatic latent image carrier;
(2) The latent image formed is visualized by a two-component developer containing toner and magnetic carrier contained in the developing device, and a toner image is formed on the surface of the electrostatic latent image carrier. A development process to
(3) a transfer step of transferring the formed toner image to the surface of the transfer target;
(4) a cleaning step of cleaning the surface of the latent electrostatic image bearing member after transfer to recover toner remaining on the surface of the latent electrostatic image bearing member;
(5) a toner returning step of conveying the collected toner to the developing device;
It is also preferable to have a so-called toner recycling mechanism including
Details of the configuration are as described in detail in the section [Image forming apparatus].
以下、本発明を、実施例を挙げて、より具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
なお、樹脂粒子、着色剤粒子、および離型剤粒子の平均粒径(中心粒径)は、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所社製:LA−700)を用いて測定した。また、樹脂粒子およびトナー粒子における樹脂の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(東ソー社製:HLC−8120GPC)を用いて測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited only to these Examples.
In addition, the average particle diameter (center particle diameter) of the resin particles, the colorant particles, and the release agent particles was measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device (manufactured by Horiba, Ltd .: LA-700). The molecular weight of the resin in the resin particles and toner particles was measured using gel permeation chromatography (manufactured by Tosoh Corporation: HLC-8120GPC).
(樹脂微粒子分散液(1)の調製)
・スチレン(和光純薬社製) : 330質量部
・nブチルアクリレート(和光純薬社製) : 70質量部
・βカルボキシエチルアクリレート(ローディア日華社製) : 9質量部
・1’,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) : 1.5質量部
・ドデカンチオール(和光純薬社製) : 2.7質量部
(Preparation of resin fine particle dispersion (1))
・ Styrene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 330 parts by mass. Nbutyl acrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 70 parts by mass. Β-carboxyethyl acrylate (manufactured by Rhodia Nikka Co., Ltd.): 9 parts by mass. Decanediol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.): 1.5 parts by mass / dodecanethiol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 2.7 parts by mass
以上の成分を混合溶解して原料溶液413.2質量部を用意した。別途、アニオン性界面活性剤(ダウファックス、ローディア社製)4質量部をイオン交換水550質量部に溶解したものに、前記原料溶液を加えてフラスコ中で分散・乳化し、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム6質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。次いで、系内を窒素で十分に置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続して、アニオン性の樹脂微粒子分散液(1)を得た。
得られた樹脂微粒子の中心粒径は210nm、固形分量は40質量%、ガラス転移点は52.0℃、質量平均分子量Mw=32000であった。
The above components were mixed and dissolved to prepare 413.2 parts by mass of a raw material solution. Separately, 4 parts by weight of an anionic surfactant (Dowfax, Rhodia) dissolved in 550 parts by weight of ion-exchanged water is added to the raw material solution, dispersed and emulsified in a flask, and stirred slowly for 10 minutes. -While mixing, 50 parts by mass of ion-exchanged water in which 6 parts by mass of ammonium persulfate was dissolved was added. Next, after sufficiently replacing the inside with nitrogen, the flask was heated with an oil bath while stirring until the inside of the system reached 70 ° C., and emulsion polymerization was continued for 5 hours to obtain an anionic resin fine particle dispersion ( 1) was obtained.
The obtained resin fine particles had a center particle size of 210 nm, a solid content of 40% by mass, a glass transition point of 52.0 ° C., and a mass average molecular weight Mw = 32000.
(樹脂微粒子分散液(2)の調製)
・スチレン(和光純薬社製) : 330質量部
・nブチルアクリレート(和光純薬社製) : 70質量部
・βカルボキシエチルアクリレート(ローディア日華社製) : 9質量部
・1’,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学社製) : 1.2質量部
(Preparation of resin fine particle dispersion (2))
・ Styrene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 330 parts by mass. Nbutyl acrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 70 parts by mass. Β-carboxyethyl acrylate (manufactured by Rhodia Nikka Co., Ltd.): 9 parts by mass. Decanediol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.): 1.2 parts by mass
以上の成分を混合溶解して原料溶液410.2質量部を用意した。別途、アニオン性界面活性剤(ダウファックス、ローディア社製)8質量部をイオン交換水550質量部に溶解したものに、前記原料溶液を加えてフラスコ中で分散・乳化し、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム3質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。次いで、系内を窒素で十分に置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が65℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続して、アニオン性の樹脂微粒子分散液(2)を得た。
得られた樹脂微粒子の中心粒径は200nm、固形分量は40質量%、ガラス転移点は54.0℃、質量平均分子量Mw=810000であった。
The above components were mixed and dissolved to prepare 410.2 parts by mass of a raw material solution. Separately, 8 parts by weight of an anionic surfactant (Dowfax, Rhodia Co., Ltd.) dissolved in 550 parts by weight of ion-exchanged water was added to the raw material solution, dispersed and emulsified in a flask, and stirred slowly for 10 minutes. -While mixing, 50 parts by mass of ion-exchanged water in which 3 parts by mass of ammonium persulfate was dissolved was added. Next, after sufficiently replacing the inside with nitrogen, the flask was heated with an oil bath while stirring until the inside of the system reached 65 ° C., and emulsion polymerization was continued as it was for 5 hours to obtain an anionic resin fine particle dispersion ( 2) was obtained.
The obtained resin fine particles had a center particle size of 200 nm, a solid content of 40% by mass, a glass transition point of 54.0 ° C., and a mass average molecular weight Mw = 810000.
(磁性体分散液の調製)
・マグネタイト(戸田工業社製、粒径160nm、398kA/mにおける飽和磁化84Am2/g) : 25質量部
・イオン性界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬) : 5質量部
・イオン交換水 : 70質量部
(Preparation of magnetic dispersion)
Magnetite (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., saturation magnetization 84 Am 2 / g at a particle size of 160 nm, 398 kA / m): 25 parts by mass Ionic surfactant (Neogen RK, Daiichi Kogyo Seiyaku): 5 parts by mass : 70 parts by mass
以上の成分を混合し、ホモジナイザー(ウルトラタラックス、IKA社製)で10分予備分散した後に、対向衝突型湿式粉砕機(アルティマイザー、杉野マシン社製)を用い圧力245MPaで15分間分散処理を行って磁性体分散液を得た。
得られた磁性体分散液中の磁性体の中心粒径は、270nmであった。
After mixing the above components and pre-dispersing for 10 minutes with a homogenizer (Ultra Turrax, manufactured by IKA), dispersion treatment was performed at a pressure of 245 MPa for 15 minutes using a counter impact type wet pulverizer (Ultimizer, manufactured by Sugino Machine). To obtain a magnetic dispersion.
The central particle size of the magnetic substance in the obtained magnetic substance dispersion was 270 nm.
(着色剤分散液の調製)
・カーボンブラック(R330 キャボット社製) : 25質量部
・イオン性界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬) : 5質量部
・イオン交換水 : 70質量部
(Preparation of colorant dispersion)
・ Carbon black (R330, manufactured by Cabot): 25 parts by mass ・ Ionic surfactant (Neogen RK, Daiichi Kogyo Seiyaku): 5 parts by mass ・ Ion-exchange water: 70 parts by mass
以上の成分を混合し、ホモジナイザー(ウルトラタラックス、IKA社製)で10分予備分散した後に、対向衝突型湿式粉砕機(アルティマイザー、杉野マシン社製)を用い圧力245MPaで15分間分散処理を行って着色剤分散液を得た。
得られた着色剤分散液中の着色剤の中心粒径は、150nmであった。
After mixing the above components and pre-dispersing for 10 minutes with a homogenizer (Ultra Turrax, manufactured by IKA), dispersion treatment was performed at a pressure of 245 MPa for 15 minutes using a counter impact type wet pulverizer (Ultimizer, manufactured by Sugino Machine). To obtain a colorant dispersion.
The center particle diameter of the colorant in the obtained colorant dispersion was 150 nm.
(離型剤分散液の調製)
・ポリエチレン系ワックス(PW850、東洋ペトロライト社製) : 200質量部
・イオン性界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬社製) : 10質量部
・イオン交換水 : 630質量部
(Preparation of release agent dispersion)
-Polyethylene wax (PW850, manufactured by Toyo Petrolite Co., Ltd.): 200 parts by mass-Ionic surfactant (Neogen RK, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.): 10 parts by mass-Ion-exchanged water: 630 parts by mass
以上の成分を130℃に加熱した後、ゴーリンホモジナイザー(ゴーリン社製)を用いて560kg/cm2の圧力の下で30分間分散処理を行った。その後、50℃まで冷却して離型剤分散液を得た。
得られた離型剤分散液中の離型剤の中心粒径は200nmであり、固形分濃度は25質量%であった。
After the above components were heated to 130 ° C., a dispersion treatment was performed for 30 minutes under a pressure of 560 kg / cm 2 using a Gorin homogenizer (manufactured by Gorin). Then, it cooled to 50 degreeC and the mold release agent dispersion liquid was obtained.
The center particle diameter of the release agent in the obtained release agent dispersion was 200 nm, and the solid content concentration was 25% by mass.
〔磁性トナー(1)の作製〕
・樹脂微粒子分散液(1) : 80質量部
・樹脂微粒子分散液(2) : 20質量部
・磁性体分散液 : 48質量部
・着色剤分散液 : 20質量部
・離型剤分散液 : 36質量部
[Preparation of Magnetic Toner (1)]
-Resin fine particle dispersion (1): 80 parts by mass-Resin fine particle dispersion (2): 20 parts by mass-Magnetic substance dispersion: 48 parts by mass-Colorant dispersion: 20 parts by mass-Release agent dispersion: 36 Parts by mass
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でウルトラタラックス(T50、IKA社製)を用いて十分に混合・分散した。次いで、得られた分散液にポリ塩化アルミニウム0.36質量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。
その後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら51℃まで加熱した。51℃で60分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液(1)35質量部を緩やかに追加した。その後、0.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを5.4に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら95℃まで加熱し、5時間保持した。
The above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask using Ultra Turrax (T50, manufactured by IKA). Next, 0.36 parts by mass of polyaluminum chloride was added to the obtained dispersion, and the dispersion operation was continued with an ultra turrax.
Thereafter, the flask was heated to 51 ° C. with stirring in an oil bath for heating. After maintaining at 51 ° C. for 60 minutes, 35 parts by mass of resin fine particle dispersion (1) was gradually added. Thereafter, the pH of the system was adjusted to 5.4 with a 0.5 N aqueous sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed and heated to 95 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal for 5 hours. Retained.
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。
分離された固体をさらに40℃のイオン交換水3リットルに再分散し、300rpmで15分間攪拌・洗浄した。これをさらに5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5Aのろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続して磁性黒色粒子を得た。
After completion of the reaction, the mixture was cooled, filtered, thoroughly washed with ion exchange water, and then subjected to solid-liquid separation by Nutsche suction filtration.
The separated solid was further redispersed in 3 liters of ion-exchanged water at 40 ° C., and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. This was repeated 5 times, and No. 1 was obtained by Nutsche suction filtration. Solid-liquid separation was performed using 5A filter paper. Next, vacuum drying was continued for 12 hours to obtain magnetic black particles.
上記磁性黒色粒子100質量部に対し、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ(RY200:日本アエロジル社製、一次粒子径12nm)1.5質量部を添加し、ヘンシェルミルを用いて混合して外添し、実施例1で用いる磁性トナー(1)を得た。
得られた磁性トナー(1)の体積平均粒径D50vは7.0μm、形状係数SF−1は131、トナー表面から最近接の磁性体表面までの距離(距離Dmin)が0.1μm以下であるトナーの粒子は7個数%、398kA/mにおける飽和磁化σsは13Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は24%であった(以上、実際には、外添剤付着前の磁性黒色粒子の段階で測定。以下、他のトナーにおいても同様。)。
To 100 parts by mass of the magnetic black particles, 1.5 parts by mass of dimethyl silicone oil-treated silica (RY200: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary particle diameter: 12 nm) is added, mixed and externally added using a Henschel mill. A magnetic toner (1) used in Example 1 was obtained.
The obtained magnetic toner (1) has a volume average particle diameter D 50v of 7.0 μm, a shape factor SF-1 of 131, and a distance from the toner surface to the nearest magnetic surface (distance D min ) of 0.1 μm or less. The number of toner particles is 7% by number, the saturation magnetization σs at 398 kA / m is 13 Am 2 / kg, and the amount of surface wax by XPS is 24%. (The same applies to other toners.)
ここで、トナーの体積平均粒径D50vおよび形状係数SF−1の具体的な測定方法について述べる。これらは、他のトナーにおいても同様である。
トナーの体積平均粒径D50vは、コールターカウンターTA−IIを用いて測定した。また、測定に際して、ISOTON‐II(ベックマンーコールター社製)を電解液として使用した。測定した粒子数は、1試料につき50000個である。
トナーの形状係数SF−1は、ルーゼックス画像解析装置(ニレコ社製、LUZEXIII)を用い、既述の方法で求めた。
Here, a specific method for measuring the volume average particle diameter D 50v and the shape factor SF-1 of the toner will be described. The same applies to other toners.
The volume average particle diameter D 50v of the toner was measured using a Coulter Counter TA-II. In the measurement, ISOTON-II (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) was used as the electrolyte. The number of particles measured is 50000 per sample.
The toner shape factor SF-1 was determined by the above-described method using a Luzex image analyzer (manufactured by Nireco Corporation, LUZEX III).
〔磁性トナー(2)の作製〕
〔磁性トナー(1)の作製〕において、加熱用オイルバスにより51℃で60分間保持後、追加する樹脂微粒子分散液(1)の添加量を、35質量部から40質量部に変更した以外は、磁性トナー(1)と同様にして、実施例2で用いる磁性トナー(2)を得た。
得られた磁性トナー(2)の体積平均粒径D50vは7.1μm、形状係数SF−1は128、距離Dminが0.1μm以下であるトナーの粒子は5個数%、398kA/mにおける飽和磁化σsは13Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は17%であった。
[Preparation of Magnetic Toner (2)]
In [Preparation of magnetic toner (1)], the amount of the resin fine particle dispersion (1) added was changed from 35 parts by mass to 40 parts by mass after being held at 51 ° C. for 60 minutes by a heating oil bath. The magnetic toner (2) used in Example 2 was obtained in the same manner as the magnetic toner (1).
The obtained magnetic toner (2) has a volume average particle diameter D 50v of 7.1 μm, a shape factor SF-1 of 128, and 5% by number of toner particles having a distance D min of 0.1 μm or less at 398 kA / m. The saturation magnetization σs was 13 Am 2 / kg, and the surface wax amount by XPS was 17%.
〔磁性トナー(3)の作製〕
・樹脂微粒子分散液(1) : 80質量部
・樹脂微粒子分散液(2) : 20質量部
・磁性体分散液 : 90質量部
・着色剤分散液 : 6質量部
・離型剤分散液 : 40質量部
[Preparation of magnetic toner (3)]
-Resin fine particle dispersion (1): 80 parts by mass-Resin fine particle dispersion (2): 20 parts by mass-Magnetic substance dispersion: 90 parts by mass-Colorant dispersion: 6 parts by mass-Release agent dispersion: 40 Parts by mass
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でウルトラタラックス(T50、IKA社製)を用いて十分に混合・分散した。次いで、得られた分散液にポリ塩化アルミニウム0.4質量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。
その後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら50℃まで加熱した。50℃で80分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液(1)40質量部を緩やかに追加した。その後、0.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを5.2に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら95℃まで加熱し、6時間保持した。
The above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask using Ultra Turrax (T50, manufactured by IKA). Next, 0.4 parts by mass of polyaluminum chloride was added to the obtained dispersion, and the dispersion operation was continued with an ultra turrax.
Thereafter, the flask was heated to 50 ° C. with stirring in an oil bath for heating. After maintaining at 50 ° C. for 80 minutes, 40 parts by mass of the resin fine particle dispersion (1) was gradually added. Thereafter, the pH of the system was adjusted to 5.2 with a 0.5 N aqueous sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed and heated to 95 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal for 6 hours. Retained.
以下、磁性トナー(1)と同様にして、洗浄、乾燥、外添を行い、実施例3で用いる磁性トナー(3)を得た。
得られた磁性トナー(3)の体積平均粒径D50vは6.6μm、形状係数SF−1は125、距離Dminが0.1μm以下であるトナーの粒子は13個数%、398kA/mにおける飽和磁化σsは21Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は21%であった。
Thereafter, washing, drying and external addition were performed in the same manner as the magnetic toner (1) to obtain the magnetic toner (3) used in Example 3.
The obtained magnetic toner (3) has a volume average particle diameter D50v of 6.6 μm, a shape factor SF-1 of 125, and 13% by number of toner particles having a distance Dmin of 0.1 μm or less at 398 kA / m. The saturation magnetization σs was 21 Am 2 / kg, and the surface wax amount by XPS was 21%.
〔磁性トナー(4)の作製〕
・樹脂微粒子分散液(1) : 80質量部
・樹脂微粒子分散液(2) : 20質量部
・磁性体分散液 : 104質量部
・離型剤分散液 : 40質量部
[Preparation of Magnetic Toner (4)]
-Resin fine particle dispersion (1): 80 parts by mass-Resin fine particle dispersion (2): 20 parts by mass-Magnetic substance dispersion: 104 parts by mass-Release agent dispersion: 40 parts by mass
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でウルトラタラックス(T50、IKA社製)を用いて十分に混合・分散した。次いで、得られた分散液にポリ塩化アルミニウム0.48質量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。
その後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら51℃まで加熱した。51℃で60分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液(1)60質量部を緩やかに追加した。その後、0.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを5.3に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら95℃まで加熱し、5時間保持した。
The above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask using Ultra Turrax (T50, manufactured by IKA). Next, 0.48 parts by mass of polyaluminum chloride was added to the obtained dispersion, and the dispersion operation was continued with an ultra turrax.
Thereafter, the flask was heated to 51 ° C. with stirring in an oil bath for heating. After maintaining at 51 ° C. for 60 minutes, 60 parts by mass of resin fine particle dispersion (1) was gradually added. Thereafter, the pH of the system was adjusted to 5.3 with a 0.5 N aqueous sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed, and heated to 95 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal for 5 hours. Retained.
以下、磁性トナー(1)と同様にして、洗浄、乾燥、外添を行い、実施例4で用いる磁性トナー(4)を得た。
得られた磁性トナー(4)の体積平均粒径D50vは7.0μm、形状係数SF−1は135、距離Dminが0.1μm以下であるトナーの粒子は22個数%、398kA/mにおける飽和磁化σsは22Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は25%であった。
Thereafter, washing, drying and external addition were carried out in the same manner as the magnetic toner (1) to obtain the magnetic toner (4) used in Example 4.
The obtained magnetic toner (4) has a volume average particle diameter D 50v of 7.0 μm, a shape factor SF-1 of 135, and toner particles having a distance D min of 0.1 μm or less at 22% by number and 398 kA / m. The saturation magnetization σs was 22 Am 2 / kg, and the surface wax amount by XPS was 25%.
〔磁性トナー(5)の作製〕
〔磁性トナー(1)の作製〕において、加熱用オイルバスにより51℃で60分間保持後、追加する樹脂微粒子分散液(1)の添加量を、35質量部から30質量部に変更した以外は、磁性トナー(1)と同様にして、実施例5で用いる磁性トナー(5)を得た。
得られた磁性トナー(5)の体積平均粒径D50vは6.8μm、形状係数SF−1は135、距離Dminが0.1μm以下であるトナーの粒子は34個数%、398kA/mにおける飽和磁化σsは13Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は42%であった。
[Preparation of Magnetic Toner (5)]
In [Preparation of magnetic toner (1)], the amount of the resin fine particle dispersion (1) added was changed from 35 parts by mass to 30 parts by mass after being held at 51 ° C. for 60 minutes by a heating oil bath. The magnetic toner (5) used in Example 5 was obtained in the same manner as the magnetic toner (1).
The obtained magnetic toner (5) has a volume average particle diameter D 50v of 6.8 μm, a shape factor SF-1 of 135, and toner particles having a distance D min of 0.1 μm or less at 34% by number and 398 kA / m. The saturation magnetization σs was 13 Am 2 / kg, and the surface wax amount by XPS was 42%.
〔磁性トナー(6)の作製〕
樹脂微粒子分散液(1)、樹脂微粒子分散液(2)をそれぞれ洗浄し、界面活性剤を除去した後、乾燥させ、樹脂微粒子乾燥物(1)、樹脂微粒子乾燥物(2)を得た。得られた樹脂微粒子乾燥物を用いて、以下のようにして磁性トナー(6)を作製した。
・樹脂微粒子乾燥物(1) : 57.5質量部
・樹脂微粒子乾燥物(2) : 10.0質量部
・マグネタイト(戸田工業社製、粒径160nm、398kA/mにおける飽和磁化84Am2/g) : 15.0質量部
・カーボンブラック(R330 キャボット社製) : 6.3質量部
・ポリエチレン系ワックス(PW850、東洋ペトロライト社製) : 11.3質量部
[Preparation of Magnetic Toner (6)]
The resin fine particle dispersion (1) and the resin fine particle dispersion (2) were respectively washed to remove the surfactant and then dried to obtain a dried resin fine particle (1) and a dried resin fine particle (2). Using the obtained dried resin fine particles, a magnetic toner (6) was produced as follows.
-Dry resin fine particles (1): 57.5 parts by mass-Dry resin fine particles (2): 10.0 parts by mass-Magnetite (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., saturation magnetization 84 Am 2 / g at a particle size of 160 nm, 398 kA / m ): 15.0 parts by mass, carbon black (R330, manufactured by Cabot Corporation): 6.3 parts by mass, polyethylene wax (PW850, manufactured by Toyo Petrolite): 11.3 parts by mass
上記成分をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度160℃のエクストルーダーにより熱混練した。冷却後、粗粉砕、微粉砕し、粉砕物を分級して磁性黒色粒子を得た。
得られた黒色粒子100質量部に対し、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ(RY200:日本アエロジル社製、一次粒子径:同上)1.5質量部を添加し、ヘンシェルミルを用いて混合して外添し、比較例1で用いる磁性トナー(6)を得た。
得られた磁性トナー(6)の体積平均粒径D50vは7.0μm、形状係数SF−1は147、距離Dminが0.1μm以下であるトナーの粒子は75個数%、398kA/mにおける飽和磁化σsは13Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は55%であった。
The above ingredients were mixed with powder using a Henschel mixer, and this was heat-kneaded using an extruder with a set temperature of 160 ° C. After cooling, coarsely and finely pulverized, and the pulverized product was classified to obtain magnetic black particles.
To 100 parts by mass of the obtained black particles, 1.5 parts by mass of dimethyl silicone oil-treated silica (RY200: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary particle size: the same as above) is added, mixed using a Henschel mill, and externally added. A magnetic toner (6) used in Comparative Example 1 was obtained.
The obtained magnetic toner (6) has a volume average particle diameter D 50v of 7.0 μm, a shape factor SF-1 of 147, and toner particles having a distance D min of 0.1 μm or less at 75% by number and 398 kA / m. The saturation magnetization σs was 13 Am 2 / kg, and the surface wax amount by XPS was 55%.
〔磁性トナー(7)の作製〕
〔磁性トナー(1)の作製〕において、樹脂微粒子分散液(1)を追加後に調整する系内のpHの値を、5.4から5.1に調整し、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら行う95℃における保持時間を、5時間から2.5時間に変更した以外は、磁性トナー(1)と同様にして、比較例2で用いる磁性トナー(7)を得た。
得られた磁性トナー(7)の体積平均粒径D50vは6.8μm、形状係数SF−1は135、距離Dminが0.01μm以下であるトナーの粒子は54個数%、398kA/mにおける飽和磁化σsは13Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は45%であった。
[Preparation of magnetic toner (7)]
In [Preparation of Magnetic Toner (1)], the pH value in the system adjusted after adding the resin fine particle dispersion (1) is adjusted from 5.4 to 5.1, the stainless steel flask is sealed, and the magnetic force is The magnetic toner (7) used in Comparative Example 2 is the same as the magnetic toner (1) except that the holding time at 95 ° C., which is performed while continuing the stirring using the seal, is changed from 5 hours to 2.5 hours. Got.
The obtained magnetic toner (7) has a volume average particle diameter D 50v of 6.8 μm, a shape factor SF-1 of 135, and toner particles having a distance D min of 0.01 μm or less at 54% by number and 398 kA / m. The saturation magnetization σs was 13 Am 2 / kg, and the amount of surface wax by XPS was 45%.
〔磁性トナー(8)の作製〕
〔磁性トナー(1)の作製〕において、加熱用オイルバスにより51℃で60分間保持後、追加する樹脂微粒子分散液(1)の添加量を、35質量部から55質量部に変更した以外は、磁性トナー(1)と同様にして、比較例3で用いる磁性トナー(8)を得た
得られた磁性トナー(8)の体積平均粒径D50vは7.2μm、形状係数SF−1は127、距離Dminが0.1μm以下であるトナーの粒子は0個数%、398kA/mにおける飽和磁化σsは11Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は12%であった。
[Preparation of Magnetic Toner (8)]
In [Preparation of magnetic toner (1)], the amount of the resin fine particle dispersion (1) added was changed from 35 parts by mass to 55 parts by mass after being held at 51 ° C. for 60 minutes by a heating oil bath. The magnetic toner (8) used in Comparative Example 3 was obtained in the same manner as the magnetic toner (1). The obtained magnetic toner (8) had a volume average particle diameter D 50v of 7.2 μm and a shape factor SF-1 of The number of toner particles with 127 and distance D min of 0.1 μm or less was 0%, the saturation magnetization σs at 398 kA / m was 11 Am 2 / kg, and the surface wax amount by XPS was 12%.
〔磁性トナー(9)の作製〕
〔磁性トナー(1)の作製〕において、樹脂微粒子分散液(1)を追加後に調整する系内のpHの値を、5.4から4.9に調整し、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら行う95℃における保持時間を、5時間から10時間に変更した以外は、磁性トナー(1)と同様にして、実施例6で用いる磁性トナー(9)を得た。
得られた磁性トナー(9)の体積平均粒径D50vは7.0μm、形状係数SF−1は109、距離Dminが0.1μm以下であるトナーの粒子は15%個数、398kA/mにおける飽和磁化σsは13Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は12%であった。
[Preparation of Magnetic Toner (9)]
In [Preparation of Magnetic Toner (1)], the pH value in the system to be adjusted after adding the resin fine particle dispersion (1) is adjusted from 5.4 to 4.9, the stainless steel flask is sealed, and the magnetic force is The magnetic toner (9) used in Example 6 is obtained in the same manner as the magnetic toner (1) except that the holding time at 95 ° C., which is performed while continuing the stirring using the seal, is changed from 5 hours to 10 hours. It was.
The obtained magnetic toner (9) has a volume average particle diameter D 50v of 7.0 μm, a shape factor SF-1 of 109, and 15% toner particles having a distance D min of 0.1 μm or less at 398 kA / m. The saturation magnetization σs was 13 Am 2 / kg, and the surface wax amount by XPS was 12%.
〔磁性トナー(10)の作製〕
・樹脂微粒子分散液(1) : 80質量部
・樹脂微粒子分散液(2) : 20質量部
・磁性体分散液 : 14質量部
・着色剤分散液 : 16質量部
・離型剤分散液 : 30質量部
[Preparation of Magnetic Toner (10)]
-Resin fine particle dispersion (1): 80 parts by mass-Resin fine particle dispersion (2): 20 parts by mass-Magnetic substance dispersion: 14 parts by mass-Colorant dispersion: 16 parts by mass-Release agent dispersion: 30 Parts by mass
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でウルトラタラックス(T50、IKA社製)を用いて十分に混合・分散した。次いで、得られた分散液にポリ塩化アルミニウム0.4質量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。
その後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら50℃まで加熱した。50℃で80分間保持した後、さらに樹脂微粒子分散液(1)25質量部を緩やかに追加した。その後、0.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを5.2に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら95℃まで加熱し、4時間保持した。
The above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask using Ultra Turrax (T50, manufactured by IKA). Next, 0.4 parts by mass of polyaluminum chloride was added to the obtained dispersion, and the dispersion operation was continued with an ultra turrax.
Thereafter, the flask was heated to 50 ° C. with stirring in an oil bath for heating. After maintaining at 50 ° C. for 80 minutes, 25 parts by mass of the resin fine particle dispersion (1) was gradually added. Thereafter, the pH of the system was adjusted to 5.2 with a 0.5 N aqueous sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed, and heated to 95 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal for 4 hours. Retained.
以下、磁性トナー(1)と同様にして、洗浄、乾燥、外添を行い、比較例4で用いる磁性トナー(10)を得た。
得られた磁性トナー(10)の体積平均粒径D50vは6.7μm、形状係数SF−1は130、距離Dminが0.1μm以下である粒子は4個数%、398kA/mにおける飽和磁化σsは4.5Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は22%であった。
Thereafter, washing, drying, and external addition were performed in the same manner as the magnetic toner (1) to obtain the magnetic toner (10) used in Comparative Example 4.
The obtained magnetic toner (10) has a volume average particle diameter D 50v of 6.7 μm, a shape factor SF-1 of 130, and 4% by number of particles having a distance D min of 0.1 μm or less, a saturation magnetization at 398 kA / m. σs was 4.5 Am 2 / kg, and the surface wax amount by XPS was 22%.
〔磁性トナー(11)の作製〕
・樹脂微粒子分散液(1) : 80質量部
・樹脂微粒子分散液(2) : 20質量部
・磁性体分散液 : 280質量部
・離型剤分散液 : 60質量部
[Preparation of Magnetic Toner (11)]
-Resin fine particle dispersion (1): 80 parts by mass-Resin fine particle dispersion (2): 20 parts by mass-Magnetic substance dispersion: 280 parts by mass-Release agent dispersion: 60 parts by mass
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でウルトラタラックス(T50、IKA社製)を用いて十分に混合・分散した。次いで、得られた分散液にポリ塩化アルミニウム0.4質量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。
その後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら51℃まで加熱した。51℃で100分保持した後、さらに樹脂微粒子分散液(1)45質量部を緩やかに追加した。その後、0.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを5.0に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら95℃まで加熱し、7時間保持した。
The above components were sufficiently mixed and dispersed in a round stainless steel flask using Ultra Turrax (T50, manufactured by IKA). Next, 0.4 parts by mass of polyaluminum chloride was added to the obtained dispersion, and the dispersion operation was continued with an ultra turrax.
Thereafter, the flask was heated to 51 ° C. with stirring in an oil bath for heating. After maintaining at 51 ° C. for 100 minutes, 45 parts by mass of resin fine particle dispersion (1) was gradually added. Thereafter, the pH of the system was adjusted to 5.0 with a 0.5 N aqueous sodium hydroxide solution, and then the stainless steel flask was sealed and heated to 95 ° C. while continuing to stir using a magnetic seal for 7 hours. Retained.
以下、磁性トナー(1)と同様にして、洗浄、乾燥、外添を行い、比較例5で用いる磁性トナー(11)を得た。
得られた磁性トナー(11)の体積平均粒径D50vは6.8μm、形状係数SF−1は128、距離Dminが0.1μm以下である粒子は34個数%、398kA/mにおける飽和磁化σsは41Am2/kg、XPSによる表面ワックス量は18%であった。
Thereafter, washing, drying and external addition were performed in the same manner as the magnetic toner (1) to obtain the magnetic toner (11) used in Comparative Example 5.
The magnetic toner (11) thus obtained has a volume average particle diameter D 50v of 6.8 μm, a shape factor SF-1 of 128, and particles having a distance D min of 0.1 μm or less, 34% by number, and saturation magnetization at 398 kA / m. σs was 41 Am 2 / kg, and the surface wax amount by XPS was 18%.
〔キャリアの作製〕
・Mn−Mg系フェライト粒子(平均粒径35μm) : 100質量部
・トルエン : 11質量部
・ジエチルアミノエチルメタクリレート−スチレン−メチルメタクリレート共重合体(共重合比2:20:78、質量平均分子量50,000) : 2質量部
・カーボンブラック(キャボット社製、R330R) : 0.2質量部
[Production of carrier]
Mn-Mg ferrite particles (average particle size 35 μm): 100 parts by mass Toluene: 11 parts by mass Diethylaminoethyl methacrylate-styrene-methyl methacrylate copolymer (copolymerization ratio 2:20:78, mass average molecular weight 50, 000): 2 parts by mass / carbon black (manufactured by Cabot, R330R): 0.2 parts by mass
Mn−Mg系フェライト粒子を除く上記成分とガラスビーズ(粒径1mm、トルエンと同量)とを関西ペイント社製サンドミルに投入し、回転速度1200rpmで30分間攪拌して、被覆樹脂層形成用溶液を調製した。
次に、この被覆樹脂層形成用溶液と上記Mn−Mg系フェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れ、温度60℃を保ったまま10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去することにより被覆樹脂層を形成してキャリアを得た。
The above components excluding Mn-Mg based ferrite particles and glass beads (particle size: 1 mm, equivalent to toluene) were put into a sand mill manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., and stirred for 30 minutes at a rotational speed of 1200 rpm to obtain a coating resin layer forming solution. Was prepared.
Next, the coating resin layer forming solution and the Mn-Mg ferrite particles are placed in a vacuum degassing kneader, stirred for 10 minutes while maintaining a temperature of 60 ° C., and then the toluene is distilled off under reduced pressure. A coating resin layer was formed to obtain a carrier.
〔現像剤(1)〜(11)の調製〕
上記キャリア100質量部に対し、磁性トナー(1)〜(11)をそれぞれ20質量部加えてボールミルで5分間攪拌・混合し、磁性二成分現像剤である現像剤(1)〜(11)を得た。
[Preparation of Developers (1) to (11)]
20 parts by mass of magnetic toners (1) to (11) are added to 100 parts by mass of the carrier and stirred and mixed in a ball mill for 5 minutes to obtain developers (1) to (11) as magnetic two-component developers. Obtained.
〔実施例1〕
<評価1>
本実施例に用いる(評価1)の現像装置に関しては、図1に示した現像装置を用いた。詳細な諸元は、以下の通りである。
・固定磁石1:4極の磁極が配設されており、二成分現像剤2が現像剤担持体3の外周に磁気的に付着するようになっている。
・現像剤担持体3表面を十点平均粗さRz=7μmに設定したφ16mmの金属スリーブを使用し、周速が140mm/sとなるように設定した。
・せき止め部8:現像剤担持体3表面との間隙が400μmとなるように設定した。
・電子写真感光体(静電潜像担持体)9:φ30mmの有機感光体を使用した。
・現像剤攪拌部材10:φ70mmの円柱状磁性体を使用し、周速を60mm/sに設定した。
・トナー攪拌部材11:PETフィルムを使用し、周速を20mm/sに設定した。
・仕切り部12:現像剤担持体3表面との間隙が3mmとなるように設定した。
[Example 1]
<Evaluation 1>
As the developing device (Evaluation 1) used in this example, the developing device shown in FIG. 1 was used. Detailed specifications are as follows.
Fixed magnet 1: A four-pole magnetic pole is provided, and the two-component developer 2 is magnetically attached to the outer periphery of the developer carrier 3.
A φ16 mm metal sleeve having a 10-point average roughness Rz = 7 μm was used on the surface of the developer carrier 3 and the peripheral speed was set to 140 mm / s.
-Damping part 8: Set so that the gap with the surface of the developer carrier 3 was 400 μm.
Electrophotographic photoreceptor (electrostatic latent image carrier) 9: An organic photoreceptor having a diameter of 30 mm was used.
Developer developing member 10: A cylindrical magnetic body having a diameter of 70 mm was used, and the peripheral speed was set to 60 mm / s.
Toner stirring member 11: A PET film was used, and the peripheral speed was set to 20 mm / s.
Partition part 12: Set so that the gap with the surface of the developer carrier 3 was 3 mm.
上記現像装置には、現像剤収容部4a,4bに現像剤(1)を収容し、トナー収容部5に磁性トナー(1)を収容した。
さらに、富士ゼロックス(株)製レーザープリンターDocuPrint255を、上記現像装置を備えることができるように改造して、これを配備し、<評価1>で用いる画像形成装置(1)を作製した。
In the developing device, the developer (1) is accommodated in the
Further, the laser printer DocuPrint 255 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. was modified so that it could be equipped with the above developing device, and this was deployed to produce the image forming apparatus (1) used in <Evaluation 1>.
(評価試験)
この画像形成装置(1)について、以下に示す評価試験を実施した。評価は高温高湿(28℃、90%RH)の環境にて、実施した。結果を下記表1にまとめて示す。
(Evaluation test)
The image forming apparatus (1) was subjected to the following evaluation test. Evaluation was carried out in an environment of high temperature and high humidity (28 ° C., 90% RH). The results are summarized in Table 1 below.
1)画像濃度の維持性評価
初期、および画像密度5%のチャートでA4サイズにて50000枚プリント後に、A4サイズにて100%黒ベタ画像をプリントし、反射濃度計X−Rite404により濃度測定を行った。初期と50000枚プリント後に関し、画像濃度の差ΔSADを求め、以下の評価基準で評価した。
<評価基準>
◎:ΔSAD:0.10未満(全く問題ないレベル)
○:ΔSAD:0.10以上0.15未満(実用上問題ないレベル)
△:ΔSAD:0.15以上0.20未満(一部で問題となるレベル)
×:ΔSAD:0.20以上(大きな問題となるレベル)
1) Evaluation of maintainability of image density Initially, after printing 50000 sheets in A4 size on a chart with 5% image density, print a 100% black solid image in A4 size, and measure density with reflection densitometer X-Rite404 went. A difference ΔSAD in image density was obtained for the initial printing and after printing 50000 sheets and evaluated according to the following evaluation criteria.
<Evaluation criteria>
A: ΔSAD: less than 0.10 (a level that is completely satisfactory)
○: ΔSAD: 0.10 or more and less than 0.15 (practical problem level)
Δ: ΔSAD: 0.15 or more and less than 0.20 (partially problematic level)
×: ΔSAD: 0.20 or more (a level that causes a big problem)
2)画質の評価
初期、および画像密度5%のチャートでA4サイズにて50000枚プリント後に、定着画像の画像上の欠陥を目視で確認し、以下の評価基準で評価した。
<評価基準>
○:画像上に欠損が発生しないレベルである。
△:画像上に欠損が僅かに発生しているが、実用上問題無いレベルである。
×:画像上に欠損が認められ、実用上問題となるレベルである。
2) Evaluation of image quality Initially and after printing 50000 sheets in A4 size on a chart with an image density of 5%, defects on the image of the fixed image were visually confirmed and evaluated according to the following evaluation criteria.
<Evaluation criteria>
○: Level at which no defect occurs on the image.
(Triangle | delta): Although the defect | deletion has generate | occur | produced slightly on the image, it is a level which is satisfactory practically.
X: Defects are observed on the image, and this is a practically problematic level.
3)地汚れの評価
白紙画像をA4サイズにて1000枚出力後における白紙の地汚れを目視で確認し、以下の評価基準で評価した。
<評価基準>
○:プリント前の白紙と比較して、目視では地汚れが検出できないレベルである。
△:プリント前の白紙と比較して、目視では僅かに検出できるものの、実用上問題無いレベルである。
×:プリント前の白紙と比較して、目視で明らかに地汚れの発生が検出でき、実用上問題となるレベルである。
3) Evaluation of background stains The background stains of the blank paper after 1000 white paper images were output in A4 size were visually confirmed and evaluated according to the following evaluation criteria.
<Evaluation criteria>
◯: Compared with the white paper before printing, it is a level at which scumming cannot be detected visually.
(Triangle | delta): Although it can detect slightly visually compared with the white paper before printing, it is a level which is satisfactory practically.
X: Compared with the white paper before printing, the occurrence of background stains can be clearly detected with the naked eye, and this is a practically problematic level.
<評価2>
<評価1>で用いた前記画像形成装置(1)にさらに改造を加え、トナーリサイクル機構を備える図3に示す画像形成装置として、これを<評価2>で用いる画像形成装置(2)とした。トナーリサイクル機構に関わる詳細な諸元は、以下の通りである。
<Evaluation 2>
The image forming apparatus (1) used in <Evaluation 1> is further modified to provide the image forming apparatus (2) used in <Evaluation 2> as the image forming apparatus shown in FIG. . Detailed specifications relating to the toner recycling mechanism are as follows.
クリーニングブレード19は、ウレタンゴム製であり、電子写真感光体(静電潜像担持体)9に押圧されており、電子写真感光体9表面に残存する残留トナーをクリーニングし、収容容器21に溜めるように構成されている。収容容器21内のトナーは、回収スクリュー22、搬送スクリュー23を経て、現像装置15’に再び戻される。
回収スクリュー22、搬送スクリュー23は、いずれも直径5mmの金属丸棒の周囲に一枚の金属薄板を巻き付けて固着したスパイラルスクリューであり、ピッチが10mm、外径が12mmとし、毎分10回転するように調整した。
The
Each of the
上記画像形成装置(2)について、まず、画像密度5%のチャートをA4サイズにて5000枚プリントを行い、クリーニング回収トナーが現像装置15’に戻り、再利用されている状態を作った。
次いで、<評価1>の1)〜3)と同様の評価を実施した。結果を下記表1にまとめて示す。
With respect to the image forming apparatus (2), first, a chart having an image density of 5% was printed on 5000 sheets in A4 size, and the cleaning recovered toner was returned to the developing
Subsequently, the same evaluation as 1) to 3) of <Evaluation 1> was performed. The results are summarized in Table 1 below.
〔実施例2〜6、比較例1〜5〕
実施例1において、下記表1に示す組合せとなるように、使用する現像剤を現像剤(1)から現像剤(2)〜(11)に、また、使用するトナーを磁性トナー(1)から磁性トナー(2)〜(11)にそれぞれ変更したこと以外は、実施例1と同様にして各実施例および比較例の現像装置を作製し、画像形成装置(1)および(2)を作製し、それぞれ評価を実施した。結果を下記表1にまとめて示す。
[Examples 2-6, Comparative Examples 1-5]
In Example 1, the developer used is changed from the developer (1) to the developers (2) to (11), and the toner used is changed from the magnetic toner (1) so as to have the combinations shown in Table 1 below. Except for changing to the magnetic toners (2) to (11), the developing devices of the respective examples and comparative examples were produced in the same manner as in Example 1, and the image forming devices (1) and (2) were produced. Each was evaluated. The results are summarized in Table 1 below.
〔結果の考察〕
上記表1に示されるように、実施例1〜5では、自律的にトナー濃度を制御する現像装置において、本発明の磁性トナーないし現像剤を用いることにより、画像濃度の低下がなく、濃度の均一性にも優れた高画質な画像を得ることができる。さらにクリーニング回収トナーを再利用した場合でも画像濃度や画質の問題は発生しなかった。
[Consideration of results]
As shown in Table 1 above, in Examples 1 to 5, in the developing device that autonomously controls the toner density, the magnetic toner or developer of the present invention is used, so that there is no decrease in image density, A high quality image with excellent uniformity can be obtained. Further, even when the toner collected for cleaning was reused, no problem with image density or image quality occurred.
実施例5ではトナー表面ワックス量が40%を超えるため、トナー濃度の維持性がわずかに劣るものの許容できるレベルであった。
また、実施例6では、クリーニング不良に起因する軽微な画像欠陥が若干見られたが、画像濃度に関して問題ないものであり、全体として良好なレベルであった。
In Example 5, since the toner surface wax amount exceeded 40%, the toner concentration maintenance level was slightly inferior but acceptable.
In Example 6, slight image defects due to poor cleaning were slightly observed, but there was no problem with image density, and the overall level was satisfactory.
これに対し、比較例1では、トナーの形状係数SF−1、および距離(Dmin)が0.1μm以下であるトナーの割合が好ましい範囲から外れているため、画像濃度の維持性が大きく劣る結果となった。また、画質に関しても、トナーの飛び散りにより細線の再現性が悪く、転写時における文字の抜けも発生し画質が劣る結果となった。さらに<評価2>では、クリーニング回収トナーの再利用により、さらに劣悪な画質欠陥が発生するとともに、クリーニング回収トナーの帯電性が不安定であることに起因すると見られる地汚れも発生した。 On the other hand, in Comparative Example 1, the toner shape factor SF-1 and the ratio of the toner having a distance (D min ) of 0.1 μm or less are out of the preferred range, so the image density maintainability is greatly inferior. As a result. Further, regarding the image quality, the reproducibility of fine lines was poor due to the scattering of toner, and characters were lost during transfer, resulting in poor image quality. Furthermore, in <Evaluation 2>, the reuse of the cleaning collected toner caused an even worse image quality defect, and scumming appeared to be caused by the unstable charging property of the cleaning collected toner.
比較例2および3では、トナーの形状係数SF−1、および距離(Dmin)が0.1μm以下である割合が本発明の範囲から外れるため、画像濃度の維持性や画質に問題があり、クリーニング回収トナーの再利用時には、さらに悪化が見られた。 In Comparative Examples 2 and 3, since the ratio of the toner shape factor SF-1 and the distance (D min ) is 0.1 μm or less is out of the scope of the present invention, there is a problem in image density maintenance and image quality. Further deterioration was observed when the toner collected for cleaning was reused.
比較例4では、398kA/mにおける飽和磁化σsが低いために、地汚れの発生が見られた。
比較例5では、398kA/mにおける飽和磁化σsが大き過ぎるために、キャリアへのストレスが大きく、画像濃度の維持性評価において、50000枚後の濃度が低下した。
In Comparative Example 4, since the saturation magnetization σs at 398 kA / m was low, the occurrence of background staining was observed.
In Comparative Example 5, since the saturation magnetization σs at 398 kA / m was too large, the stress on the carrier was large, and the density after 50000 sheets was lowered in the evaluation of image density maintenance.
1:固定磁石、 2:二成分現像剤、 3:現像剤担持体、 4a:第一現像剤収容部、 4b:第二現像剤収容部、 5:トナー収容部、 6:現像剤供給口、 7:現像剤退避部、 8:せき止め部、 9,109:電子写真感光体(静電潜像担持体)、 10:現像剤攪拌部材、 11:トナー攪拌部材、 12:仕切り部、 15:現像装置本体、 15’:現像装置、 19,119:クリーニングブレード、 21:収容容器、 22:回収スクリュー、 23:搬送スクリュー、 111:帯電器、 113:画像入力器(潜像形成手段)、 114:転写器(転写手段)、 116:クリーニング器(クリーニング手段)、 117:除電器、 118:定着器、 120:被転写体、 T:トナー 1: fixed magnet, 2: two-component developer, 3: developer carrier, 4a: first developer container, 4b: second developer container, 5: toner container, 6: developer supply port, 7: Developer retracting section, 8: Damping section, 9, 109: Electrophotographic photosensitive member (electrostatic latent image carrier), 10: Developer stirring member, 11: Toner stirring member, 12: Partition section, 15: Development Device main body, 15 ': Developing device, 19, 119: Cleaning blade, 21: Container, 22: Collection screw, 23: Conveying screw, 111: Charger, 113: Image input device (latent image forming means), 114: Transfer device (transfer device) 116: Cleaning device (cleaning device) 117: Static eliminator 118: Fixing device 120: Transfer object T: Toner
Claims (9)
少なくとも結着樹脂、磁性体、および離型剤を含有する磁性トナーであり、
その形状係数SF−1が140以下であり、
トナー表面から最近接の磁性体表面までの距離(Dmin)が0.1μm以下であるトナーが、全トナーにおける1個数%以上50個数%未満であり、
398kA/mにおける飽和磁化σsが5〜40Am2/kgで、
あることを特徴とする磁性トナー。 A developer carrying body having a magnetic field generating means therein and carrying and carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier; a developer containing portion for supplying the developer to the developer carrying body; and the developer A toner containing portion that communicates with the containing portion and contains the toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrying member is regulated by a regulating member, and two on the surface of the developer carrying member. Toner used in a developing device having a mechanism for autonomously controlling toner intake of a two-component developer according to a change in toner concentration of the component developer,
A magnetic toner containing at least a binder resin, a magnetic material, and a release agent;
Its shape factor SF-1 is 140 or less,
The toner having a distance (D min ) from the toner surface to the nearest magnetic material surface of 0.1 μm or less is 1% by weight or more and less than 50% by weight in all toners,
The saturation magnetization σs at 398 kA / m is 5 to 40 Am 2 / kg,
A magnetic toner characterized by being.
含まれるトナーが、請求項1〜3のいずれかに記載の磁性トナーであることを特徴とする二成分現像剤。 A developer carrying member having a magnetic field generating means therein and carrying and carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier; a developer containing portion for supplying the developer to the developer carrying member; and the developer A toner containing portion that communicates with the containing portion and contains the toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrying member is regulated by a regulating member, and two on the surface of the developer carrying member. A two-component developer used in a developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner concentration of the component developer,
A two-component developer, wherein the toner contained is the magnetic toner according to claim 1.
前記トナー収容部に収容される前記トナーが、請求項1〜3のいずれかに記載の磁性トナーであることを特徴とする現像装置。 A developer carrying body having a magnetic field generating means therein and carrying and carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier; a developer containing portion for supplying the developer to the developer carrying body; and the developer A toner containing portion that communicates with the containing portion and contains the toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrying member is regulated by a regulating member, and two on the surface of the developer carrying member. A developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner density of the component developer;
The developing device according to claim 1, wherein the toner stored in the toner storage unit is the magnetic toner according to claim 1.
前記現像手段における現像装置が、内部に磁界発生手段を具備し且つトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を搬送担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に連通し且つトナーを収容するトナー収容部と、を有し、前記現像剤担持体に担持される前記二成分現像剤の量を規制部材で規制し、該現像剤担持体表面における二成分現像剤のトナー濃度変化によって、二成分現像剤のトナーの取り込みを自律的に制御する機構を具備した現像装置であり、かつ、前記トナー収容部に収容される前記トナーが、請求項1〜3のいずれかに記載の磁性トナーであることを特徴とする画像形成装置。 The latent image formed by at least a latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the electrostatic latent image carrier and a two-component developer containing toner and a magnetic carrier housed in the developing device. Image forming apparatus comprising: a developing unit that visualizes a toner image to form a toner image on the surface of the electrostatic latent image carrier; and a transfer unit that transfers the formed toner image to the surface of the transfer target Because
The developing device in the developing means includes a developer carrying body having a magnetic field generating means therein and carrying and carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and development for supplying the developer to the developer carrying body A developer container, and a toner container that communicates with the developer container and accommodates toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrier is regulated by a regulating member, A developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of the two-component developer by changing the toner density of the two-component developer on the surface of the developer carrying member, and is accommodated in the toner accommodating portion. An image forming apparatus, wherein the toner is the magnetic toner according to claim 1.
前記回収されたトナーを前記現像装置に搬送するトナー戻し手段を含むことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 And cleaning means for cleaning the surface of the electrostatic latent image carrier after transfer by the transfer means, and collecting toner remaining on the surface of the electrostatic latent image carrier;
The image forming apparatus according to claim 6, further comprising a toner returning unit that conveys the collected toner to the developing device.
前記トナーが、請求項1〜3のいずれかに記載の磁性トナーであることを特徴とする画像形成方法。 A developer carrying body having a magnetic field generating means therein and carrying and carrying a two-component developer containing toner and a magnetic carrier; a developer containing portion for supplying the developer to the developer carrying body; and the developer A toner containing portion that communicates with the containing portion and contains the toner, and the amount of the two-component developer carried on the developer carrying member is regulated by a regulating member, and two on the surface of the developer carrying member. An image forming method using a developing device having a mechanism for autonomously controlling the toner intake of a two-component developer by changing the toner density of the component developer,
An image forming method, wherein the toner is the magnetic toner according to claim 1.
前記現像装置内に収容されたトナーおよび磁性キャリアが含まれる二成分現像剤により、前記形成された潜像を可視像化して、前記静電潜像担持体表面にトナー像を形成する現像工程と、
前記形成されたトナー像を、被転写体の表面に転写する転写工程と、
転写後の前記静電潜像担持体の表面をクリーニングして静電潜像担持体の表面に残存するトナーを回収するクリーニング工程と、
前記回収されたトナーを前記現像装置に搬送するトナー戻し工程と、
を含むことを特徴とする請求項8に記載の画像形成方法。 A latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the surface of the electrostatic latent image carrier;
A developing step of forming the toner image on the surface of the electrostatic latent image carrier by visualizing the formed latent image with a two-component developer containing toner and magnetic carrier contained in the developing device. When,
A transfer step of transferring the formed toner image onto the surface of the transfer target;
A cleaning step of cleaning the surface of the latent electrostatic image bearing member after transfer to recover toner remaining on the surface of the latent electrostatic image bearing member;
A toner returning step of conveying the collected toner to the developing device;
The image forming method according to claim 8, further comprising:
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